Как измерить малую разность давления, Чувствительный датчик давления. Какие идеи Опции

[Den64]

Как измерить разность давлений между атмосферой и другим объёмом, с ценой деления 2 Па(0.2 мм водного столба) в диапазоне от 0 до 50 Па. С погрешностью +- 4 Па.
Какие идеи? Как сделать самодельный датчик? Можно не с электрическим выходом а с какой либо стрелкой и тп.

[Tanya]

Как измерить разность давлений между атмосферой и другим объёмом, с ценой деления 2 Па(0.2 мм водного столба) в диапазоне от 0 до 50 Па. С погрешностью +- 4 Па.
Какие идеи? Как сделать самодельный датчик? Можно не с электрическим выходом а с какой либо стрелкой и тп.

U-образный манометр. Можно одну трубочку наклонить. Проводящая жидкость. Снаружи фольга. Измеряем емкость.
Сильфон.
Механотрон.

[_pv]

https://www.digikey.com/products/en/sensors...amp;pageSize=25

[Den64]

U-образный манометр. Можно одну трубочку наклонить. Проводящая жидкость. Снаружи фольга. Измеряем емкость.
Сильфон.
Механотрон.

Класс! То что надо. Как-то сразу в голову не пришло, что можно наклонить трубочку а не держать вертикально.
Другой вопрос, какую жидкость можно использовать чтобы меньше испарялась и не "прилипала" к стеклу? (не знаю, как точно этот эфект прилипания жидкостей называется. Возможно поверхностное натяжение)

https://www.digikey.com/products/en/sensors...amp;pageSize=25

Смотрел там уже. Минимальная цена деления из того что есть на диджикее 10 Па. А нужно в 5 раз чувствительнее.

[Tanya]

Класс! То что надо. Как-то сразу в голову не пришло, что можно наклонить трубочку а не держать вертикально.
Другой вопрос, какую жидкость можно использовать чтобы меньше испарялась и не "прилипала" к стеклу? (не знаю, как точно этот эфект прилипания жидкостей называется. Возможно поверхностное натяжение)

Вода с солью. Совсем почти не будет испаряться. Капилляр можно взять полиэтиленовый или тефлоновый. Их легко вытянуть. нагревая более толстую трубку. Из тефлона только видела, как делают.
Но смачивание не очень волнует, если оно не меняется по длине. Видела нечто подобное с измерением по проводимости. Подробности не помню.

[iliusmaster]

1. Неиспаряемая жидкость - перфторуглероды. Их масса вариантов, выбираете подходящий вам.
2. Пластиковые трубки использовать нельзя - значителен коэффициент теплового расширения.
3. Использовать стеклянные толстостенные капиляры(доступны в продаже для медицинских анализов крови), один прямой - другой наклонить. Соединять пластиковым коленом. Чем меньше пластиковое колено, тем лучше - см.п.2
4. Капиляры силиконизировать(покрыть силиконом) для уменьшения смачиваемости.

[k155la3]

. . .
Минимальная цена деления из того что есть на диджикее 10 Па. А нужно в 5 раз чувствительнее.

Какая "цена деления" у датчиков с аналоговым выходом ?
Тем более, что это уже готовые девайсы с термокомпенсацией, "включай и работай".
U-манометр, если дверью силно хлопнуть, может и "сломаться"

[Tanya]

1. Неиспаряемая жидкость - перфторуглероды. Их масса вариантов, выбираете подходящий вам.
2. Пластиковые трубки использовать нельзя - значителен коэффициент теплового расширения.
3. Использовать стеклянные толстостенные капиляры(доступны в продаже для медицинских анализов крови), один прямой - другой наклонить. Соединять пластиковым коленом. Чем меньше пластиковое колено, тем лучше - см.п.2
4. Капиляры силиконизировать(покрыть силиконом) для уменьшения смачиваемости.

1. непроводящие они.
2. Температура в комнате мало меняется.
3. Колено никак не влияет - уровень ведь выравнивается. Есть такой школьных закон про сообщающиеся сосуды.
4. Это спорно.

[Mikhail B.]

Как измерить разность давлений между атмосферой и другим объёмом, с ценой деления 2 Па(0.2 мм водного столба) в диапазоне от 0 до 50 Па. С погрешностью +- 4 Па.
Какие идеи? Как сделать самодельный датчик? Можно не с электрическим выходом а с какой либо стрелкой и тп.

Рекомендую рассмотреть вариант с пьезодатчиками. Думаю, путём нехитрых приспособ можно его "заставить" мерить давление.
Для этих целей можно попробовать применить даже пьезоизлучатели. Там обратный пьезоэффект, но и в прямую сторону он тоже работает.

[k155la3]

. . .
Сильфон.
. . .

Заданные ТС 2 Pa соответствуют силе около 200 грамм в весовом эквиваленте на мембране 2 м2.
Соответственно, если "соединить" 2 сильфона таких размеров, то усилие более чем достаточное для
любой "стрелки", в разумных пределах
Стандартная схема построения дифреле давления.

Рекомендую рассмотреть вариант с пьезодатчиками.
. . . .

А по-подробнЕЕ ? (а именно принцип измерительной схемы, куда они подключаются)
("база" в виде пьезокристаллов выбрана абсолютно правильно)

[iliusmaster]

1. непроводящие они.
2. Температура в комнате мало меняется.
3. Колено никак не влияет - уровень ведь выравнивается. Есть такой школьных закон про сообщающиеся сосуды.
4. Это спорно.

1. Непроводящие они.
Так и зачем жидкости проводить, на капиляре нарисовать рисочки и смотреть глазом.

2. Температура в комнате мало меняется.
Ну как вам сказать, бывает от 18 до 28. 10 градусов для таких инструментов уже чувствительный перепад.

3. Колено никак не влияет - уровень ведь выравнивается. Есть такой школьных закон про сообщающиеся сосуды.
Колено влияет тем, что объем внутри системы измениться и рисочки уплывут, или в вашем случае с фольгой - емкость поменяется.

4. Это спорно.

[Tanya]

1. Непроводящие они.
Так и зачем жидкости проводить, на капиляре нарисовать рисочки и смотреть глазом.

2. Температура в комнате мало меняется.
Ну как вам сказать, бывает от 18 до 28. 10 градусов для таких инструментов уже чувствительный перепад.

3. Колено никак не влияет - уровень ведь выравнивается. Есть такой школьных закон про сообщающиеся сосуды.
Колено влияет тем, что объем внутри системы измениться и рисочки уплывут, или в вашем случае с фольгой - емкость поменяется.

4. Это спорно.

1. Датчик или показометр - решать ТС.
2. Изменение температуры намного сильнее влияет на поверхностное натяжение, что для капилляра очень важно. Дополнительное давление описывается формулой Лапласа - прямо пропорционально коэффициенту поверхностного натяжения и обратно пропорционально радиусу капилляра. Т.о. изменение коэффициента усиливается обратным радиусом.
3. Предполагала, что ТС будет устанавливать ноль, выравнивая давление.

Заданные ТС 2 Pa соответствуют силе около 200 грамм в весовом эквиваленте на мембране 2 м2.
Соответственно, если "соединить" 2 сильфона таких размеров, то усилие более чем достаточное для
любой "стрелки", в разумных пределах

Зря Вы так. Есть такие специальные сильфоны - очень мягкие. А измерить небольшое его удлинение довольно легко.
Вот даже есть такие детекторы излучения с блестящей пленкой (мембраной), прогиб которой измеряют оптически по отклонению луча.

[k155la3]

. . .
Зря Вы так. Есть такие специальные сильфоны - очень мягкие. А измерить небольшое его удлинение довольно легко.
Вот даже есть такие детекторы излучения с блестящей пленкой (мембраной), прогиб которой измеряют оптически по отклонению луча.

Я без всякой иронии, только в том смысле, что чем компактнее будут габариты, тем это будет сложнее в реализации
и выше требования к материалам.

[Mikhail B.]

А по-подробнЕЕ ? (а именно принцип измерительной схемы, куда они подключаются)

Давайте подумаем. Известен принцип пьезоэффекта. Чем воздействовать на кристалл здесь безусловно самый интересный и главный вопрос. Мне просто пришло в голову применение этого эффекта на практике. Датчиков масса разнообразнейших видов. Так, например, если кристалл напылить на тонкую мембранну, на которую оказывается давление, это будет удачная "связка" для его регистрации. Если мне не изменяет память, существуют даже микрофоны на этом принципе. Т.е. чувствительность там колоссальная!

Могу поискать лит-ру на эту тему. Сам на практике сталкивался только с пьезо-акселерометрами, но знаю что вообще тема пьезодатчиков очень глубока. Если пойдёте по этому пути, пишите, мне это тоже интересно
На выходе там всё просто, просто устанавливается какой-то детектор его выходного сигнала и дело в шляпе. Это уже электроника - компараторы, контроллеры..

Сообщение отредактировал Mikhail B. - Nov 17 2017, 20:40

[k155la3]

Давайте подумаем. Известен принцип пьезоэффекта. Чем воздействовать на кристалл здесь безусловно самый интересный и главный вопрос. . . .

А если на кристалл вообще ничем не воздействовать (механически). У давления вектор силы "универсальный".
Есть пластина (пьезокерамика или кварцевая) просто помещенная в объем воздуха - газа с давлением P.
Пластина включена в схему генератора и колеблется в соотв-ии со своей резонансной частотой.
Резонанс определяется физ. свойствами пластины, ее формой, размерами и характеристиками внешних эл.цепей.
(?) А как повлияет изменение давления P на частоту резонанса ? Т.о. для замера давления (или его изменения)
достаточно точно измерять частоту колебаний, что несложно.

Сейчас "пошло в жизнь" MEMS. Датчики давлени BMP180 это MEMS или другая технология сенсора,
может кто знает без курения даташита ?