Vantagens dos sensores de pressão digital

Os sensores de pressão são usados ​​em uma variedade de aplicações industriais que variam de hidráulica e pneumática; Gerenciamento de água, hidráulica móvel e veículos off-road; bombas e compressores; Sistemas de ar condicionado e refrigeração para engenharia e automação vegetais. Eles desempenham um papel fundamental para garantir que o estresse do sistema esteja dentro dos limites aceitáveis ​​e ajude a garantir uma operação confiável dos aplicativos. Dependendo dos requisitos de instalação e sistema, existem diferentes vantagens no uso de sensores de pressão analógica e digital.

Quando usar digital e analógicoSensores de pressãono design do sistema

Se o sistema existente for baseado no controle analógico, uma das vantagens do uso de um sensor de pressão analógica é sua simplicidade de configuração. Se apenas um sinal for necessário para medir um processo dinâmico no campo, um sensor analógico combinado com um conversor analógico-digital (ADC) seria uma solução mais simples, enquanto um sensor de pressão digital exigiria um protocolo específico para estabelecer comunicação com o sensor de sensor. Para sistemas que não requerem tempos de resposta mais rápidos que cerca de 0,5ms, os sensores de pressão digital devem ser considerados, pois simplificam as redes com vários dispositivos digitais e tornam o sistema mais à prova de futuro.

Um momento oportuno para considerar a mudança para os sensores de pressão digital em um sistema analógico é atualizar componentes para incluir microchips programáveis. Os microchips modernos agora são mais baratos e fáceis de programar, e sua integração em componentes como sensores de pressão pode simplificar as atualizações de manutenção e sistema. Isso economiza custos em potencial de hardware, pois o sensor digital pode ser atualizado via software em vez de substituir todo o componente.

Um momento oportuno para considerar a mudança para os sensores de pressão digital em um sistema analógico é atualizar componentes para incluir microchips programáveis. Os microchips modernos agora são mais baratos e fáceis de programar, e sua integração em componentes como sensores de pressão pode simplificar as atualizações de manutenção e sistema. Isso economiza custos em potencial de hardware, pois o sensor digital pode ser atualizado via software em vez de substituir todo o componente.

O design plug-and-play e o comprimento mais curto do cabo do sensor de pressão digital simplifica a configuração do sistema e reduz o custo geral de instalação para aplicações configuradas para comunicações digitais. Quando o sensor de pressão digital é combinado com um rastreador GPS, ele pode localizar e monitorar remotamente sistemas remotos baseados em nuvem em tempo real.

Os sensores de pressão digital oferecem muitas vantagens, como baixo consumo de energia, ruído elétrico mínimo, diagnóstico de sensores e monitoramento remoto.

Vantagens dos sensores de pressão digital

Depois que um usuário avaliar se um sensor de pressão analógico ou digital é o melhor para um determinado aplicativo, entender alguns dos recursos benéficos dos sensores de pressão digital para aplicações industriais ajudará a melhorar a segurança, a eficiência e a confiabilidade do sistema.

Uma comparação simples do circuito inter-integrado (i 2 c) e interface periférica em série (SPI)

Dois protocolos de comunicação digital comumente usados ​​em aplicações industriais são circuito inter-integrado (I 2 C) e interface periférica serial (SPI). O I2C é mais adequado para redes mais complexas, porque menos fios são necessários para a instalação. Além disso, o I2C permite várias redes mestre/escravo, enquanto o SPI permite apenas uma rede de escravos mestre/múltipla. O SPI é uma solução ideal para redes mais simples e velocidades e transferências de dados mais altas, como ler ou escrever cartões SD ou gravar imagens.

Sinal de saída e diagnóstico de sensores

Uma diferença importante entre os sensores de pressão analógica e digital é que o analógico fornece apenas um sinal de saída, enquanto os sensores digitais fornecem dois ou mais, como sinais de pressão e temperatura e diagnóstico do sensor. Por exemplo, em uma aplicação de medição do cilindro de gás, as informações adicionais de temperatura expandem o sinal de pressão em uma medição mais abrangente, permitindo que o volume de gás seja calculado. Os sensores digitais também fornecem dados de diagnóstico, incluindo informações críticas como confiabilidade do sinal, prontidão do sinal e falhas em tempo real, possibilitando a manutenção preventiva e a redução do tempo de potencial.

Os dados de diagnóstico fornecem um status detalhado do sensor, como se o elemento do sensor está danificado, se a tensão de alimentação está correta ou se existem valores atualizados no sensor que podem ser obtidos. Dados de diagnóstico de sensores digitais podem levar a melhores decisões ao solucionar problemas do que os sensores analógicos que não fornecem informações detalhadas sobre erros de sinal.

Outro benefício dos sensores de pressão digital é que eles possuem recursos como alarmes que podem alertar os operadores sobre condições fora dos parâmetros do conjunto e a capacidade de controlar o tempo e o intervalo das leituras, ajudando a reduzir o consumo geral de energia. Como o sensor de pressão digital fornece um grande número de saídas e funções de diagnóstico, o sistema geral é mais poderoso e eficiente, porque os dados fornecem aos clientes uma avaliação mais abrangente da operação do sistema. Além de expandir os recursos de medição e auto-diagnóstico, o uso de sensores de pressão digital também pode acelerar o desenvolvimento e a implementação de sistemas industriais da Internet das Coisas (IIOT) e aplicativos de big data.

ruído ambiental

Ambientes eletromagneticamente barulhentos próximos a motores, cabos longos ou fontes de energia sem fio podem criar desafios de interferência de sinal para componentes como sensores de pressão. Para evitar a interferência eletromagnética (EMI) em sensores de pressão analógica, o design precisa incluir o condicionamento adequado do sinal, como

Protetores de metal aterrados ou componentes eletrônicos passivos adicionais, pois o ruído elétrico pode causar leituras de sinal falso. Todas as saídas analógicas são extremamente suscetíveis ao EMI; No entanto, o uso de uma saída analógica de 4-20mA pode ajudar a evitar essa interferência.

Por outro lado, os sensores de pressão digital são menos suscetíveis ao ruído ambiental do que seus equivalentes analógicos, por isso fazem uma boa escolha para aplicações que precisam estar cientes do EMI e exigem uma saída diferente de uma solução de 4-20mA. Deve-se notar que diferentes tipos de sensores de pressão digital oferecem diferentes graus de robustez EMI, dependendo do aplicativo. Os protocolos digitais de interface periférica (SPI) integrada (I2C) e da interface periférica serial (SPI) são adequados para sistemas de curto alcance ou com comprimentos de cabo menos de 5 m, embora os comprimentos exatos sejam adequados. no resistor. Para sistemas que requerem cabos mais longos até 30m, os sensores de pressão digital de blindagem opcional) ou io-link seriam a melhor escolha para imunidade EMI, embora exijam mais do que I2C e contrapartes de alto consumo de energia periférica (SPI).

Proteção de dados usando verificação de redundância cíclica (CRC)

Os sensores digitais oferecem a opção de incluir um CRC no chip para ajudar a garantir que os clientes possam confiar no sinal. O CRC dos dados de comunicação é um suplemento à verificação de integridade da memória interna do chip, permitindo que o usuário verifique 100% a saída do sensor, fornecendo medidas adicionais de proteção de dados para o sensor. A função CRC é ideal para aplicações de sensores de pressão em ambientes ruidosos, como os instalados próximos em sistemas baseados em nuvem. Nesse caso, há um risco aumentado de ruído perturbando o chip do sensor e gerar gotas de bits que podem alterar a mensagem de comunicação. Um CRC na integridade da memória protegerá a memória interna de tal corrupção e a reparará, se necessário. O CRC simplifica esse processo e fornece maior flexibilidade ao designer. Além das verificações de validade de dados, alguns fabricantes adicionaram mais eletrônicos para suprimir o ruído de fontes como WiFi, Bluetooth, GSM e Bandas ISM para proteger ainda mais a validade dos dados.

Sensor de pressão digital no trabalho suporta redes de distribuição de água inteligentes

Perda de água devido a vazamentos, medição imprecisa, consumo não autorizado ou uma combinação dos três é um desafio constante para grandes redes de distribuição de água. A aplicação de sensores de pressão digital de baixa potência a nós em toda a rede de distribuição de água é uma maneira prática e econômica de mapear uma rede regional de distribuição de água e permitir que os utilitários detectem e localizem áreas onde ocorre perda inesperada de água.

Quando aplicados aos nós de toda a rede de distribuição de água, os sensores de pressão digital podem ajudar a identificar áreas inesperadas de perda de água, com problemas efetivamente de solução e melhoria da eficiência do sistema.

Os sensores de pressão bem adequados para essas aplicações geralmente são hermeticamente selados para IP69K ou modular para oferecer aos clientes uma maior flexibilidade de design. Para impedir que a água penetra no sensor ao longo da vida da aplicação, alguns fabricantes de sensores de pressão usam uma conexão hermética de vidro a metal. O selo de vidro a metal é estanque e cria uma vedação hermética no “topo” do sensor, o que ajuda o sensor a atingir o IP69K. Essa vedação significa que o sensor está sempre medindo a diferença de pressão entre a substância na aplicação e o ar ao seu redor, impedindo o desvio do deslocamento.

Regulação do sistema de gás pressurizado aprimorado

Os sensores de pressão desempenham uma variedade de papéis importantes no monitoramento e entrega de gases aéreos e médicos pressurizados em todas as redes de distribuição. Nesses tipos de aplicações, os sensores de pressão podem ser responsáveis ​​pelo controle do compressor e várias funções de monitoramento, incluindo fluxo de ingestão e saída, exaustão do cilindro e status do filtro de ar. Enquanto um único sinal de pressão pode medir indiretamente a quantidade de partículas de gás em um local em um local, a combinação de pressão e temperatura fornecida por um sensor de pressão digital pode proporcionar uma melhor estimativa de uma quantidade de gás. Isso permite que os desenvolvedores do sistema se aproximem das condições operacionais ideais para o aplicativo.

Embora ainda existam algumas instalações mais adequadas para usar sensores de pressão analógica, mais e mais aplicativos do setor 4.0 se beneficiam do uso de suas contrapartes digitais. Desde imunidade EMI e redes escaláveis ​​até diagnósticos de sensores e proteção de dados, os sensores de pressão digital permitem monitoramento remoto e manutenção preditiva, melhorando a eficiência e a confiabilidade do sistema. Um design robusto do sensor com especificações como uma classificação IP69K, verificações adicionais de integridade de dados e extensas eletrônicas de bordo para proteção EMI ajudarão a aumentar a vida útil e reduzir os possíveis erros de sinal.