(I) Temeljni princip rada
Senzor dubine pripada kategorijisenzori dubine temeljeni na pritisku. Njegov temeljni princip oslanja se nazakon o hidrostatskom tlakuza mjerenje dubine vode. U biti, to je jedinica za mjerenje tlaka u kombinaciji s algoritmom za pretvorbu tlaka u dubinu.
Što je dubina vode veća, to je veći statički tlak koji stvara težina vode iznad. Senzor precizno mjeri tlak tekućine i pretvara ga natrag u stvarnu dubinu. Formula za hidrostatski tlak je:P=ρgh
Preuređivanje formule daje izračun dubine:h = P / (ρg)
Gdje:
h= izmjerena dubina vode
P= relativni tlak tekućine (nakon odbitka atmosferskog tlaka)
ρ= gustoća tekućine (približno . 1000 kg/m³ za slatku vodu, približno . 1025 kg/m³ za morsku vodu)
g= gravitacijsko ubrzanje (standardna vrijednost 9,8 m/s²)
Za brzu referencu: u tipičnoj slatkoj vodi svaki porast dubine od 1 metar odgovara približnom porastu tlaka od 10 kPa. Tlak i dubina imaju linearan odnos.
(II) PG440 senzor dubine – pregled proizvoda
Senzor dubine PG440 razvijen je na temelju našeg internog dizajnasilikonski piezorezistivni tlačni čip, s posebnom optimizacijom za mjerenje morske vode. Koristi izolirani element za mjerenje tlaka za kontakt s mjerenim medijem. Cijelom jedinicom upravlja mikrokontroler i ima CAN 2.0 sabirnicu za digitalni prijenos signala.
Proizvod se sastoji od tri glavna dijela:mehanička struktura, hardverski sklopovi i ugrađeni softver. Mehanička struktura uključuje senzorski element, tlačni priključak, kućište, završnu kapicu, vodootporni konektor i spojni kabel. Hardver se sastoji od četiri funkcionalne strujne ploče. Ugrađeni softver programiran je u ploči za obradu signala, upravljajući proračunom podataka i interakcijom naredbi.
1. Operativni proces
Senzor se postavlja preko vanjskog navoja G1/4. Izmjerena tekućina ulazi kroz tlačni priključak i djeluje na ugrađeni piezorezistivni senzorski čip, dovršavajući prikupljanje signala tlaka. U hardverskom krugu, mikrokontroler komunicira s čipom za kondicioniranje signala putem SPI sučelja, dajući referentni napon i radnu struju za senzorski element, dok istovremeno čita podatke uzorkovanja ADC-a s čipa za kondicioniranje. Nakon algoritamske kompenzacije i izračuna, podaci se pretvaraju u standardnu vrijednost tlaka i izlaze putem CAN 2.0 sabirnice.
2. Mehanički proces sklapanja
Čip unutarnjeg apsolutnog tlaka spojen je silikonskom gumom na bazu elementa osjetljivu na pritisak.
Baza elementa osjetljiva na pritisak i valovita dijafragma laserski su zavarene zabrtvljene i napunjene uljem.
Kompletan sklop osjetljiv na pritisak laserski je zavaren na tlačni otvor.
Tlačni otvor na kućištu i kućište na završnoj kapici zabrtvljeni su laserskim zavarivanjem.
Vodootporni konektor pričvršćen je na završnu kapicu pomoću navojne veze, osiguravajući cjelokupnu vodootpornost.
3. Funkcije sklopne ploče
Jedinica uključuje četiri funkcionalne sklopne ploče:
Ploča adaptera signala – zalemljena na stražnje pinove senzorske sonde za usmjeravanje i prijelaz signala.
Ploča za obradu signala – Izvodi izračun, prilagođavanje i konverziju neobrađenih uzorkovanih signala, istovremeno izlazeći analogni napon i digitalne signale.
Ploča napajanja – Omogućuje stabilno napajanje svim modulima strujnog kruga.
EMC ploča – potiskuje elektromagnetske smetnje, povećavajući radnu stabilnost u složenim okruženjima.
Shema kalibracije tlaka
Kako bi se uklonili temperaturni pomaci i pogreške koje stvaraju hardverski sklopovi, proizvod je popraćen namjenskim kalibracijskim sustavom temeljenim na računalu, koji radi zajedno s temperaturnom komorom i opremom za kalibraciju tlaka za potpunu kalibraciju. Sustav istovremeno prikuplja podatke o tlaku, temperaturi i ADC-u, izvodi izračune, pojačanje signala i korekciju parametara putem mikrokontrolera i čipa za kondicioniranje, čime se u konačnici postiže digitalni signal visoke preciznosti.
Postupak kalibracije:Odabrano je šest tipičnih temperaturnih točaka: -10 stupnjeva, 5 stupnjeva, 20 stupnjeva, 40 stupnjeva, 55 stupnjeva i 80 stupnjeva. Na svakoj temperaturi primjenjuje se pet standardnih razina tlaka: 0 MPa, 1,75 MPa, 3,5 MPa, 5,25 MPa i 7 MPa. Uređaj istovremeno hvata odgovarajuće ADC vrijednosti pod tim uvjetima. Parametri kompenzacije generiraju se putem algoritamskog prilagođavanja i pohranjuju u Flash memoriju mikrokontrolera, postižući puni temperaturni raspon i kompenzaciju pogreške pune skale.
Električni i zaštitni parametri
Napajanje:Raspon ulaznog napona naponskog čipa je od 9 V do 40 V, podržavajući konvencionalno napajanje od 28 V. Nakon regulacije na brodu, radni napon je 5 V.
Električna izolacija:Otpor izolacije Veći ili jednak 100 MΩ pri 100 V DC; krug je električki izoliran od metalnog kućišta.
Potrošnja energije:Nazivna radna snaga<0.6 W; measured power consumption of a mature model in the same series is only 0.3 W, demonstrating excellent low‑power performance.
Stupanj zaštite:Dizajniran prema IP65 (prema GB/T 4208-2017); stvarno testiranje sličnih modela doseglo je IP67, osiguravajući pouzdanu zaštitu od vode i prašine.
Specifikacije osnovne izvedbe i težine
Točnost mjerenja:Kombinirana točnost Manja ili jednaka 0,1% FS (puna skala). Proizvod koristi senzor za apsolutni tlak sa zrelim algoritmima za kompenzaciju temperature i tlaka, pružajući stabilnu točnost.
Ukupna težina:Raščlamba težine komponenti – tlačni otvor 50 g, senzorni element 18 g, kućište 20 g, završni poklopac 15 g, vodootporan konektor 15 g, kabel 15 g, tiskane ploče 21 g, sloj za zalivanje 20 g. Ukupna težina jedinice je 174 g, što odražava lagani konstrukcijski dizajn.
Tijek glavnog programa
PG440 nudi visoku točnost, nisku potrošnju energije i robusnu konstrukciju – idealno za praćenje dubine slatke vode, morske vode i drugih tekućina. Kontaktirajte nas danas za više informacija ili prilagođeno rješenje.
📧 E-pošta: mihuitec@gmail.com
📞 Telefon: +86 18066965135
🌐 Web stranica: www.mihuitec.com
