Guten Tag, ich hab ein kleines Verständnisproblem mit Differenzdrucksensoren. Ich möchte Drücke mit maximal 10kPa messen (Wassersäule). Dafür würde ich mir einen Drucksensor suchen, der zwei Druckeingänge (Differenzdrucksensor) hat und 10kPa als Messbereich hat. Im Datenblatt ist nun angegeben: Maximaler Druck (P1 > P2) wären 75kPa. Verstehe ich das richtig, dass es wirklich nur um den Unterschied der Drücke P1 und P2 geht? In der Realität liegt auf jedem der beiden Sensoren min ~1,013bar (Luftdruck), aber die heben sich dann - da es ein Differenzdrucksensor ist - gegenseitig auf und messen dann nur das Delta mit dem Messbereich von 10kPa? Sind die mechanisch gekoppelt oder handelt es sich um eine elektrische Sache? So ganz klar ist mir das nicht, weil es auch Drucksensoren mit einem Eingang gibt und da wäre der Luftdruck alleine schon außerhalb des erlaubten Bereichs ... Vielen Dank für Hilfe :)
Ein Differenzdrucksensor hat eine Membran und auf jeder der beiden Seiten führt ein Anschluss dran. Die Membran wird ausgelenkt, wenn an der einen Seite ein höherer Druck herrscht. Ein Absolutddrucksensor ist quasi gleich aufgebaut, nur daß die eine Seite fest verschlossen ist und damit einen (annähernd) konstanten Druck hat.
Ah okay, vielen Dank :) Soweit ich das weiterhin verstanden habe, gibt es bei einem Differenz-Drucksensor keine Common-Mode-Voltage, weshalb man z.B. einen Instrumentenverstärker verwenden müsste, um das Differentielle Signal so zu konvertieren, dass das Ausgangssignal GND-Bezug meiner ADCs/µCs hat? Angenommen, ich würde einen ADC mit true differential + true bipolar Input verwenden, dann könnte ich den Drucksensor direkt anschließen (den, den ich mir ausgesucht habe, hat 450mV/kPa)? Oder würde man das nicht machen, weil die ADCs schwierig erhältlich sind und/oder teuer sind?
Ah, oder man würde einfach einen Subtrahierverstärker mit Offset der Ausgangsspannung auf halber Betriebsspannung nehmen?
Hmm, wobei der Drucksensor 3kOhm Ausgangsimpedanz hat ... Da wäre ein Subtrahierer vmtl nicht hochohmig genug ... Also doch eher Instrumentenverstärker.
Differenzdruckmesser werden üblicherweise zusammen mit einer SPS verwendet. Diese haben aber selten "echte" Differenzeingänge. Die, die wir vor Jahren verwendet haben lieferten eine Ausgangsspannung von +/- 10V. Bei µP recht unüblich. In wie fern die Bedingung: P1 > P2 eingehalten werden muss kann ich Dir nicht sagen. Wie der Andere bereits gesagt hat liefert das Teil, wenn auf beiden Eingängen 10 KPa anliegen 0V (+/- ein bisschen).
Markus schrieb: > Soweit ich das weiterhin verstanden habe, gibt es bei einem > Differenz-Drucksensor keine Common-Mode-Voltage, weshalb man z.B. einen > Instrumentenverstärker verwenden müsste, ??? Markus schrieb: > den, den ich mir ausgesucht habe, hat 450mV/kPa Wenn du Roß und Reiter nennst, dann kann man dir auch konkret helfen. Siehe mal https://de.wikipedia.org/wiki/Differenzdrucksensor Es gibt kapazitive Sensoren, Siliziumsensoren, und weiß der Geier was noch alles. Es gibt bestimt auch Sensoren mit 0-10V oder 4-20mA Schnittstellen, oder direkt digital über I2C, etc. pp.
Der Andere schrieb: > ??? Ach sorry ... Da hab ich den Baum vor lauter Wald nicht gesehen ... Das Ausgangssignal des Drucksensors ist zwar differentiell, aber auf GND bezogen, da der Drucksensor mit 5V und GND betrieben wird und die Innenschaltung einer Wheatstone-Brücke ähnelt. Der Sensor erzeugt selbst ja keine Spannung, die irgendwie floatet ... Den hier hab ich mir ausgesucht: http://www.nxp.com/assets/documents/data/en/data-sheets/MPX2010.pdf
Es gibt auch noch das Messverfahren mittels Durchfluss: https://www.sensirion.com/de/produkte/differenzdrucksensoren/digitale-differenzdrucksensoren-ohne-nullpunktdrift/ Solche Sensoren sind sehr robust, weil sie keine Membran haben die kaputt gehen kann. Allerdings gibt es halt einen (sehr geringen) Durchfluss der Luft, daher nicht für alle Anwendungen geeignet.
Wenn ich das Datenblatt überfliege, dann bekommst du ein DC Differenzsignal von 0-25mV. Also am besten einen Instrumentenverstärker benutzen, oder einen ADC der einen echten Differenzeingang und interner (programmierbarer) Verstärkung. Einem Subtrahierer müsste man zumindest einen Impedanzweandler vorschalten, und das Konstrukt ist schlechter als ein Intrumentenverstärker. Der Sensor kann so wie ich das interpretiere nur Differenzdrücke messen, bei denen P1 > P2 ist. Vieleicht wichtiger Hinweis im Datenblatt: "Media other than dry air may have adverse effects on sensor performance and long term reliability. Contact the factory for information regarding media compatibility in your application."
"auf jeder Seite ein Anschluss" oder "eine Seite fest verschlossen" es gibt als dritte Variante auch Differenzdrucksensoren, die auf einer Seite den Umgebungsdruck und nur einen Anschlußstutzen haben.
Differenzdrucksensoren haben einige Merkmale, die es besonders zu beachten gilt. Erstens der sogenannte Systemdruck, zweitens der Differenzdruck. Es gibt Sensoren die können 100 mbar Differenzdruck bei 100 bar Systemdruck messen. Wenn kein Systemdruck angegeben ist, heißt das Systemdruck Null. Drittens die Medienverträglichkeit, sortiert nach steigendem Preis: a) dry/dry b) wet/dry und c) wet/wet Dass muss erstmal passend gewählt werden. Dann kann man sich über die Elektrik unterhalten.
ths schrieb: > Wenn kein Systemdruck angegeben ist, heißt das Systemdruck Null. Was verstehst Du unter "Systemdruck Null"?
Na dass der 100 mbar Differenzdrucksensor z. B an jedem Port einen Überdruck von 100 mbar verträgt.
ths schrieb: > Drittens die Medienverträglichkeit, sortiert nach steigendem Preis: a) > dry/dry b) wet/dry und c) wet/wet Hmm, was ich mich frage ... Steht die Wassersäule dann direkt am Sensor an oder drückt die Wassersäule nur die Luft durch den Schlauch zum Sensor? Vmtl ersteres, weil ansonsten Luft komprimiert werden könnte und so die Messwerte verfälschen kann?
Dry/Dry Sensoren sind die allerbilligsten. Beide Medienseiten dürfen nur mit trockener Luft beaufschlagt werden. Wasser hat in der Luft nix zu suchen, schon wegen der Medienverträglichkeit. Abgesehen davon werden diese Sensoren oft für sehr kleine Drücke dimensioniert, da ist der hydrostatische Druck von Wassersäulen u. U. schon störend. Wet/Dry Sensoren sind oft nur mit einem Druckanschluß ausgestattet und messen dann relativ zum Luftdruck, das Sensorgehäuse "atmet", das ist die Dry Seite. An der Wet Seite kann man dann Medien gemäß der chemischen Verträglichkeit des Datenblatts anschließen. Wet/Wet Sensoren können beidseitig mit Medien beaufschlagt werden. Das ist die teuerste Ausführung. ------------ Und nochmal zum Systemdruck: Ein Differenzdrucksensor für 100 bar Systemdruck und 100 mbar Messbereich ist z. B. dafür geeignet, um auf der einen Leitung mit einem Druck von 100,00 bar und auf der anderen Leitung mit 100,10 bar beaufschlagt zu werden. Gemessen wird nur die Differenz von 0,1 bar. Ein elektrisches Analogon wäre ein Instrumentenverstärker, der auf einer Common-Mode-Spannung von 5 V eine Differenzspannung von 5 mV misst, z. B. in einer Wheatstone Brücke.
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