Датчики тиску для гідравліки

Датчик тиску — перетворювач, який безперервно вимірює тиск рідини чи газу і видає електричний сигнал, пропорційний цьому тиску: струм 4–20 мА або напругу 0–10 В чи 0,5–4,5 В. У розділі зібрано датчики тиску для гідравліки з діапазонами від 0–2,5 до 0–600 бар та електронні реле тиску з транзисторними виходами PNP. Деталі в контакті із середовищем — нержавіюча сталь, приєднання G1/4″, роз’єм M12×1 на 4 контакти або DIN 43650 A. Датчик високого тиску на 0–400 чи 0–600 бар ставлять у напірні лінії гідросистеми.

Датчик, електронне реле і механічне реле тиску

Датчик лише вимірює: пороги, сигналізацію й регулювання задає контролер, до якого під’єднано аналоговий вихід. Електронне реле тиску вимірює тиск так само, але саме порівнює його з уставкою і перемикає транзисторний вихід; його ще називають «датчик реле тиску». Механічне реле перемикає контакт силою тиску і живлення не потребує.

У простих електронних реле уставку задають кільцями на корпусі, гістерезис фіксований (наприклад, 8 бар) або задається другим кільцем. У реле з дисплеєм уставку, точку скидання, затримки й тип виходу NO/NC програмують кнопками, а перший вихід працює і як IO-Link.

Вихідний сигнал і схема підключення

Датчик тиску 4–20 мА підключають за двопровідною схемою: живлення і сигнал ідуть тими самими двома жилами. Поки вистачає запасу напруги, опір кабелю на сигнал не впливає, а «живий нуль» 4 мА дозволяє відрізнити нульовий тиск від обриву лінії. Опір навантаження обмежений живленням: у датчиках з живленням 8–30 В це (U − 8 В) / 0,02 А, де U — напруга живлення, тобто до 800 Ом при 24 В; у датчиках з живленням 8,5–36 В — (U − 8,5 В) / 21,5 мА, до 720 Ом при 24 В. Тиск обчислюють так: P = (I − 4) / 16 × верхня межа. Для датчика 0–250 бар струм 12 мА означає 125 бар.

Виходи 0–10 В і 0,5–4,5 В працюють за трипровідною схемою: плюс живлення, загальний провід і окрема сигнальна жила. Для 0–10 В потрібне живлення від 14 В і вхід контролера з опором понад 10 кОм. Вихід 0,5–4,5 В у датчиках розділу не ратіометричний: сигнал не залежить від напруги живлення; допустиму напругу звіряйте з маркуванням на корпусі.

Розпіновка роз’єму M12 у різних виробників і навіть у різних редакціях паспорта однієї серії відрізняється: у трипровідних датчиках сигнал буває на контакті 3 або 4. Схему звіряють з етикеткою чи паспортом конкретного датчика.

Діапазон, перевантаження і тиск руйнування

Похибку датчика нормують у відсотках від діапазону, тому запас «на всяк випадок» знижує точність: ±0,5 % від 600 бар — це ±3 бар, від 100 бар — ±0,5 бар. У діапазоні температур 0…80 °C похибка частини датчиків зростає до ±1 %. Діапазон вибирають так, щоб робочий тиск займав більшу частину шкали, а піки вкладалися в перевантаження — тиск, який датчик витримує без втрати характеристик.

Межі в рядку — розкид між серіями, точне значення — у картці; прочерк — паспорт значення не наводить. Для ліній з гідроударами в частини датчиків є варіант виконання під замовлення зі змінним дроселем-демпфером у штуцері.

Приєднання і роз’єм

Більшість датчиків має зовнішню різьбу G1/4″ (G ¼ A за DIN EN ISO 1179-2) з ущільнювальним кільцем за DIN 3869, окремі електронні реле — внутрішню G1/4″. Момент затягування в паспортах — 25–35 Н·м. Електричне з’єднання — штекер M12×1 на 4 контакти або широкий роз’єм DIN 43650 A.

Середовище, матеріали й ущільнення

Датчики працюють зі стисненим повітрям, рідинами й газами; у паспортах — в’язкість середовища 10–800 мм²/с і температура −20…+80 °C, у частини серій −25…+80 °C або −40…+90 °C. Деталі в контакті із середовищем — нержавіюча сталь 316L, 304 або 17-4 PH, ущільнення NBR або FKM (Viton); корпуси електронних реле — сталь із пластиком. Вимірювальна комірка — керамічна п’єзорезистивна або металева тонкоплівкова. Датчик тиску масла для гідросистеми — такий самий промисловий перетворювач; автомобільних датчиків для двигунів у розділі немає.

Питання й відповіді

Чим відрізняється датчик тиску від реле тиску?
Датчик видає безперервний аналоговий сигнал, пропорційний тиску. Реле видає дискретний сигнал, коли тиск досягає уставки.

Як підключити датчик тиску 4–20 мА?
До пасивного струмового входу: плюс джерела 24 В DC — на плюсовий контакт датчика, мінусовий контакт датчика — на вхід контролера, вхід замикається на мінус джерела. Якщо вхід контролера сам живить петлю, датчик під’єднують лише двома жилами до входу.

Чи можна підключити датчик 4–20 мА до входу 0–10 В?
Через резистор 500 Ом струм перетворюється на 2–10 В, тобто шкала входу використовується на 80 %. Живлення має бути не нижче 18–20 В DC залежно від датчика (див. формулу навантаження). Інший шлях — датчик з виходом 0–10 В.

Що означає вихід PNP?
Транзисторний вихід, який у ввімкненому стані подає на навантаження плюс живлення. Його під’єднують до дискретного входу контролера.

Підберемо датчик за діапазоном, сигналом і роз’ємом, кабельну розетку M12 можна замовити разом з ним. Надішліть менеджеру код або фото таблички старого приладу — підберемо заміну. Відправимо по Україні — у пункти видачі в 31 місті.