(I) اصل کار اصلی
سنسور عمق متعلق به دسته استسنسورهای عمق مبتنی بر فشار. اصل اصلی آن بر این متکی استقانون فشار هیدرواستاتیکبرای اندازه گیری عمق آب در اصل، این یک واحد سنجش فشار است که با یک الگوریتم تبدیل فشار به عمق ترکیب شده است.
هر چه عمق آب بیشتر باشد، فشار استاتیکی که توسط وزن آب بالا ایجاد می شود، بیشتر می شود. سنسور فشار مایع را به دقت اندازه گیری می کند و آن را به عمق واقعی برمی گرداند. فرمول فشار هیدرواستاتیک:P=ρgh
مرتب کردن مجدد فرمول، محاسبه عمق را نشان می دهد:h = P / (ρg)
کجا:
h= عمق آب اندازه‌گیری شد
P= فشار نسبی مایع (پس از کسر فشار اتمسفر)
ρچگالی مایع=(تقریباً . 1000 کیلوگرم در متر مکعب برای آب شیرین، تقریباً. 1025 کیلوگرم در متر مکعب برای آب دریا)
g= شتاب گرانشی (مقدار استاندارد 9.8 m/s²)
برای مرجع سریع: در آب شیرین معمولی، هر 1 متر افزایش در عمق مربوط به افزایش فشار تقریبی 10 کیلو پاسکال است. فشار و عمق رابطه خطی دارند.
(II) سنسور عمق PG440 - نمای کلی محصول
سنسور عمق PG440 بر اساس طراحی داخلی ما توسعه یافته استتراشه فشار پیزورزیستیو سیلیکونی، با بهینه سازی ویژه برای اندازه گیری آب دریا. برای تماس با محیط اندازه گیری شده از یک عنصر حسگر فشار جدا شده استفاده می کند. کل واحد توسط یک میکروکنترلر کنترل می شود و دارای یک گذرگاه CAN 2.0 برای انتقال سیگنال دیجیتال است.
این محصول از سه بخش اصلی تشکیل شده است:ساختار مکانیکی، مدارهای سخت افزاری و نرم افزارهای تعبیه شده. ساختار مکانیکی شامل عنصر حسگر، پورت فشار، محفظه، کلاهک انتهایی، کانکتور ضد آب و کابل اتصال است. سخت افزار شامل چهار برد مدار کاربردی است. نرم افزار تعبیه شده در برد پردازش سیگنال برنامه ریزی شده است، محاسبه داده ها و تعامل فرمان را مدیریت می کند.
1. فرآیند عملیاتی
سنسور از طریق رزوه خارجی G1/4 نصب می شود. مایع اندازه‌گیری شده از طریق درگاه فشار وارد می‌شود و روی تراشه حسگر پیزومقاومتی داخلی عمل می‌کند و دریافت سیگنال فشار را تکمیل می‌کند. در مدار سخت افزاری، میکروکنترلر با تراشه تهویه سیگنال از طریق رابط SPI ارتباط برقرار می کند و ولتاژ مرجع و جریان عملیاتی را برای عنصر حسگر فراهم می کند، در حالی که به طور همزمان داده های نمونه گیری ADC را از تراشه تهویه می خواند. پس از جبران الگوریتمی و محاسبه، داده ها از طریق گذرگاه CAN 2.0 به مقدار فشار استاندارد و خروجی تبدیل می شوند.
2. فرآیند مونتاژ مکانیکی
تراشه فشار مطلق داخلی با لاستیک سیلیکونی به پایه عنصر حساس به فشار متصل شده است.
پایه عنصر حساس به فشار و دیافراگم موجدار با لیزر جوش داده شده و با روغن پر شده است.
مجموعه کامل حساس به فشار با لیزر به درگاه فشار جوش داده می شود.
پورت فشار به محفظه و محفظه به درپوش انتهایی هر دو با جوش لیزری مهر و موم می شوند.
کانکتور ضد آب از طریق اتصال رزوه ای به درپوش انتهایی بسته می شود و عملکرد کلی ضد آب را تضمین می کند.
3. توابع برد مدار
این واحد شامل چهار برد مدار کاربردی است:
برد آداپتور سیگنال - برای مسیریابی و انتقال سیگنال به پین های پشتی پروب حسگر لحیم شده است.
برد پردازش سیگنال - محاسبه، برازش و تبدیل سیگنال های نمونه خام را انجام می دهد و همزمان سیگنال های ولتاژ آنالوگ و دیجیتال را خروجی می دهد.
برد منبع تغذیه - برق پایدار را برای تمام ماژول های مدار فراهم می کند.
برد EMC - تداخل الکترومغناطیسی را سرکوب می کند و پایداری عملیاتی را در محیط های پیچیده افزایش می دهد.
طرح کالیبراسیون فشار
برای حذف تغییر دما و خطاهای وارد شده توسط مدارهای سخت‌افزاری، این محصول با یک سیستم کالیبراسیون مبتنی بر رایانه شخصی همراه است که به همراه یک اتاقک دما و تجهیزات کالیبراسیون فشار برای کالیبراسیون کامل کار می‌کند. این سیستم به طور همزمان داده های فشار، دما و ADC را جمع آوری می کند، محاسبات، تقویت سیگنال و تصحیح پارامتر را از طریق میکروکنترلر و تراشه تهویه انجام می دهد و در نهایت به خروجی سیگنال دیجیتال با دقت بالا دست می یابد.
روش کالیبراسیون:شش نقطه دمای معمولی انتخاب شده است: -10 درجه، 5 درجه، 20 درجه، 40 درجه، 55 درجه و 80 درجه. در هر دما، پنج سطح فشار استاندارد اعمال می شود: 0 MPa، 1.75 MPa، 3.5 MPa، 5.25 MPa و 7 MPa. دستگاه به طور همزمان مقادیر ADC مربوطه را تحت این شرایط می گیرد. پارامترهای جبران از طریق برازش الگوریتمی تولید شده و در حافظه فلش میکروکنترلر ذخیره می‌شوند و به طیف دمایی کامل و جبران خطا در مقیاس کامل دست می‌یابند.
پارامترهای الکتریکی و حفاظتی
منبع تغذیه:محدوده ولتاژ ورودی تراشه برق 9 ولت تا 40 ولت است که از منبع تغذیه معمولی 28 ولت پشتیبانی می کند. پس از تنظیم روی برد، ولتاژ عملیاتی 5 ولت است.
عایق برق:مقاومت عایق بیشتر یا مساوی 100 MΩ در 100 ولت DC. مدار به صورت الکتریکی از محفظه فلزی جدا شده است.
مصرف برق:قدرت عملیاتی نامی<0.6 W; measured power consumption of a mature model in the same series is only 0.3 W, demonstrating excellent low‑power performance.
درجه حفاظت:طراحی شده با IP65 (در هر GB/T 4208-2017)؛ آزمایش واقعی مدل‌های مشابه به IP67 رسیده است که از آب و گرد و غبار قابل اطمینان محافظت می‌کند.
عملکرد اصلی و مشخصات وزن
دقت اندازه گیری:دقت ترکیبی کمتر یا مساوی 0.1% FS (مقیاس کامل). این محصول از یک تراشه سنجش فشار مطلق با الگوریتم‌های جبران دما و فشار بالغ استفاده می‌کند که دقت پایداری را ارائه می‌کند.
وزن کل:خرابی وزن قطعه – پورت فشار 50 گرم، عنصر حسگر 18 گرم، محفظه 20 گرم، درپوش انتهایی 15 گرم، کانکتور ضد آب 15 گرم، کابل 15 گرم، برد مدار 21 گرم، لایه گلدان 20 گرم. وزن کل واحد 174 گرم است که منعکس کننده طراحی ساختاری سبک وزن است.
جریان برنامه اصلی
PG440 دقت بالا، مصرف انرژی کم و ساختار قوی را ارائه می‌دهد - ایده‌آل برای نظارت بر عمق آب شیرین، آب دریا و سایر نظارت بر عمق مایعات. برای اطلاعات بیشتر یا یک راه حل سفارشی امروز با ما تماس بگیرید.
📧 ایمیل: mihuitec@gmail.com
📞 تلفن: +86 18066965135
🌐 وب سایت: www.mihuitec.com
