ข้อดีของเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอล

เซ็นเซอร์ความดันถูกนำมาใช้ในการใช้งานอุตสาหกรรมที่หลากหลายตั้งแต่ไฮดรอลิกส์และปอดอักเสบ การจัดการน้ำไฮดรอลิกมือถือและยานพาหนะออฟโรด ปั๊มและคอมเพรสเซอร์ ระบบปรับอากาศและเครื่องทำความเย็นให้กับวิศวกรรมโรงงานและระบบอัตโนมัติ พวกเขามีบทบาทสำคัญในการสร้างความมั่นใจว่าความเครียดของระบบอยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้และช่วยให้มั่นใจว่าการใช้งานแอปพลิเคชันที่เชื่อถือได้ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการติดตั้งและระบบมีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกันในการใช้เซ็นเซอร์ความดันแบบอะนาล็อกและดิจิตอล

เมื่อใดควรใช้ดิจิตอลและอะนาล็อกเซ็นเซอร์ความดันในการออกแบบระบบ

หากระบบที่มีอยู่นั้นขึ้นอยู่กับการควบคุมแบบอะนาล็อกข้อดีอย่างหนึ่งของการใช้เซ็นเซอร์ความดันแบบอะนาล็อกคือความเรียบง่ายของการตั้งค่า หากจำเป็นต้องมีสัญญาณเดียวในการวัดกระบวนการแบบไดนามิกในสนามเซ็นเซอร์อะนาล็อกรวมกับตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC) จะเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายกว่าในขณะที่เซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลจะต้องใช้โปรโตคอลเฉพาะเพื่อสร้างการสื่อสารกับเซ็นเซอร์ สำหรับระบบที่ไม่ต้องการเวลาตอบสนองเร็วกว่าประมาณ 0.5ms เซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลควรได้รับการพิจารณาเนื่องจากทำให้ระบบเครือข่ายง่ายขึ้นด้วยอุปกรณ์ดิจิตอลหลายเครื่องและทำให้ระบบพิสูจน์ได้ในอนาคตมากขึ้น

เวลาที่เหมาะสมในการพิจารณาเปลี่ยนไปใช้เซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลในระบบอะนาล็อกคือการอัพเกรดส่วนประกอบเพื่อรวมไมโครชิปที่ตั้งโปรแกรมได้ ไมโครชิปที่ทันสมัยในขณะนี้มีราคาถูกและง่ายกว่าในการเขียนโปรแกรมและการรวมเข้ากับส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นเซ็นเซอร์ความดันสามารถทำให้การบำรุงรักษาและการอัพเกรดระบบง่ายขึ้น สิ่งนี้จะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายฮาร์ดแวร์ที่เป็นไปได้เนื่องจากเซ็นเซอร์ดิจิตอลสามารถอัปเดตผ่านซอฟต์แวร์แทนที่จะเปลี่ยนส่วนประกอบทั้งหมด

เวลาที่เหมาะสมในการพิจารณาเปลี่ยนไปใช้เซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลในระบบอะนาล็อกคือการอัพเกรดส่วนประกอบเพื่อรวมไมโครชิปที่ตั้งโปรแกรมได้ ไมโครชิปที่ทันสมัยในขณะนี้มีราคาถูกและง่ายกว่าในการเขียนโปรแกรมและการรวมเข้ากับส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นเซ็นเซอร์ความดันสามารถทำให้การบำรุงรักษาและการอัพเกรดระบบง่ายขึ้น สิ่งนี้จะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายฮาร์ดแวร์ที่เป็นไปได้เนื่องจากเซ็นเซอร์ดิจิตอลสามารถอัปเดตผ่านซอฟต์แวร์แทนที่จะเปลี่ยนส่วนประกอบทั้งหมด

การออกแบบแบบปลั๊กแอนด์เพลย์และความยาวสายเคเบิลที่สั้นลงของเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลช่วยให้การตั้งค่าระบบง่ายขึ้นและลดต้นทุนการติดตั้งโดยรวมสำหรับแอพพลิเคชั่นที่ตั้งไว้สำหรับการสื่อสารแบบดิจิตอล เมื่อเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลถูกรวมเข้ากับตัวติดตาม GPS จะสามารถค้นหาและตรวจสอบระบบระยะไกลบนคลาวด์ได้จากระยะไกลตามเวลาจริง

เซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลมีข้อได้เปรียบมากมายเช่นการใช้พลังงานต่ำ, เสียงไฟฟ้าน้อยที่สุด, การวินิจฉัยเซ็นเซอร์และการตรวจสอบระยะไกล

ข้อดีของเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอล

เมื่อผู้ใช้ประเมินว่าเซ็นเซอร์ความดันแบบอะนาล็อกหรือดิจิตอลนั้นดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันที่กำหนดทำความเข้าใจกับคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์บางอย่างเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลที่เสนอสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมจะช่วยปรับปรุงความปลอดภัยของระบบประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ

การเปรียบเทียบวงจรระหว่างการรวมกันอย่างง่าย (I 2 C) และอินเทอร์เฟซต่อพ่วงอนุกรม (SPI)

โปรโตคอลการสื่อสารดิจิตอลสองโปรโตคอลที่ใช้กันทั่วไปในการใช้งานอุตสาหกรรมคือวงจรระหว่างการรวม (I 2 C) และอินเทอร์เฟซต่อพ่วงอนุกรม (SPI) I2C เหมาะกว่าสำหรับเครือข่ายที่ซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากต้องใช้สายไฟน้อยลงสำหรับการติดตั้ง นอกจากนี้ I2C ยังอนุญาตให้เครือข่ายต้นแบบ/ทาสหลายแห่งในขณะที่ SPI อนุญาตให้เครือข่ายหลัก/หลายเครือข่ายเดียวเท่านั้น SPI เป็นโซลูชันที่เหมาะสำหรับการสร้างเครือข่ายที่ง่ายขึ้นและความเร็วที่สูงขึ้นและการถ่ายโอนข้อมูลเช่นการอ่านหรือเขียนการ์ด SD หรือบันทึกภาพ

สัญญาณเอาต์พุตและการวินิจฉัยเซ็นเซอร์

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซ็นเซอร์ความดันแบบอะนาล็อกและดิจิตอลคืออะนาล็อกให้สัญญาณเอาต์พุตเพียงหนึ่งสัญญาณในขณะที่เซ็นเซอร์ดิจิตอลให้สองหรือมากกว่าเช่นสัญญาณความดันและอุณหภูมิและการวินิจฉัยเซ็นเซอร์ ตัวอย่างเช่นในแอปพลิเคชั่นการวัดถังก๊าซข้อมูลอุณหภูมิเพิ่มเติมจะขยายสัญญาณความดันไปสู่การวัดที่ครอบคลุมมากขึ้นทำให้สามารถคำนวณปริมาณก๊าซเซ็นเซอร์ดิจิตอลยังให้ข้อมูลการวินิจฉัยรวมถึงข้อมูลที่สำคัญเช่นความน่าเชื่อถือของสัญญาณความพร้อมของสัญญาณและความผิดพลาดแบบเรียลไทม์

ข้อมูลการวินิจฉัยให้สถานะโดยละเอียดของเซ็นเซอร์เช่นองค์ประกอบเซ็นเซอร์ที่เสียหายไม่ว่าจะเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องหรือว่ามีค่าที่อัปเดตในเซ็นเซอร์ที่สามารถรับได้ ข้อมูลการวินิจฉัยจากเซ็นเซอร์ดิจิตอลสามารถนำไปสู่การตัดสินใจที่ดีขึ้นเมื่อการแก้ไขปัญหามากกว่าเซ็นเซอร์อะนาล็อกที่ไม่ได้ให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับข้อผิดพลาดของสัญญาณ

ประโยชน์อีกประการหนึ่งของเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลคือพวกเขามีคุณสมบัติเช่นสัญญาณเตือนที่สามารถแจ้งเตือนผู้ปฏิบัติงานเกี่ยวกับเงื่อนไขนอกพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้และความสามารถในการควบคุมเวลาและช่วงเวลาของการอ่านช่วยลดการใช้พลังงานโดยรวม เนื่องจากเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลให้เอาต์พุตและฟังก์ชั่นการวินิจฉัยจำนวนมากระบบโดยรวมจึงมีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากข้อมูลให้ลูกค้าได้รับการประเมินที่ครอบคลุมมากขึ้นเกี่ยวกับการทำงานของระบบ นอกเหนือจากการขยายการวัดและความสามารถในการวินิจฉัยตนเองแล้วการใช้เซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลยังสามารถเร่งการพัฒนาและการใช้งานระบบ Internet Internet of Things (IIOT) และแอพพลิเคชั่นขนาดใหญ่

เสียงด้านสิ่งแวดล้อม

สภาพแวดล้อมที่มีเสียงดังแม่เหล็กไฟฟ้าใกล้มอเตอร์สายเคเบิลยาวหรือแหล่งพลังงานไร้สายสามารถสร้างความท้าทายสัญญาณรบกวนสัญญาณสำหรับส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นเซ็นเซอร์ความดัน เพื่อป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ในเซ็นเซอร์ความดันแบบอะนาล็อกการออกแบบจำเป็นต้องมีการปรับสภาพสัญญาณที่เหมาะสมเช่น

โล่โลหะที่ต่อสายดินหรือส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบพาสซีฟเพิ่มเติมเนื่องจากเสียงไฟฟ้าอาจทำให้เกิดการอ่านสัญญาณเท็จ เอาต์พุตอะนาล็อกทั้งหมดมีความอ่อนไหวต่อ EMI อย่างมาก อย่างไรก็ตามการใช้เอาต์พุตอะนาล็อก 4-20MA สามารถช่วยหลีกเลี่ยงการรบกวนนี้ได้

ในทางตรงกันข้ามเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลมีความอ่อนไหวต่อเสียงด้านสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าการเทียบเท่าแบบอะนาล็อกดังนั้นพวกเขาจึงเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องตระหนักถึง EMI และต้องใช้ผลลัพธ์อื่นนอกเหนือจากโซลูชัน 4-20MA ควรสังเกตว่าเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลประเภทต่าง ๆ มีระดับความทนทานของ EMI ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันวงจรรวม (I2C) และโปรโตคอลดิจิตอลต่อพ่วงแบบอนุกรม (SPI) นั้นเหมาะสำหรับระบบระยะสั้นหรือขนาดกะทัดรัดที่มีความยาวน้อยกว่า 5 เมตร บนตัวต้านทาน สำหรับระบบที่ต้องใช้สายเคเบิลนานกว่า 30 เมตร, Canopen (พร้อมการป้องกันเสริม) หรือเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอล IO-link จะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างภูมิคุ้มกัน EMI แม้ว่าพวกเขาจะต้องการมากกว่า I2C และการใช้พลังงานสูง (SPI)

การป้องกันข้อมูลโดยใช้การตรวจสอบความซ้ำซ้อนแบบวงจร (CRC)

เซ็นเซอร์ดิจิตอลเสนอตัวเลือกในการรวม CRC ในชิปเพื่อช่วยให้มั่นใจว่าลูกค้าสามารถพึ่งพาสัญญาณได้ CRC ของข้อมูลการสื่อสารเป็นส่วนเสริมในการตรวจสอบความสมบูรณ์ของหน่วยความจำชิปภายในทำให้ผู้ใช้สามารถตรวจสอบเอาต์พุตเซ็นเซอร์ได้ 100% โดยให้มาตรการป้องกันข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับเซ็นเซอร์ฟังก์ชั่น CRC เหมาะสำหรับการใช้งานเซ็นเซอร์ความดันในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง ในกรณีนี้มีความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของเสียงรบกวนที่รบกวนชิปเซ็นเซอร์และสร้างบิตพลิกที่สามารถเปลี่ยนข้อความการสื่อสาร CRC เกี่ยวกับความสมบูรณ์ของหน่วยความจำจะช่วยป้องกันหน่วยความจำภายในจากการทุจริตและซ่อมแซมหากจำเป็นเช่นเดียวกับเซ็นเซอร์ดิจิตอลบางตัวยังให้ CRC เพิ่มเติมในการสื่อสารข้อมูลซึ่งบ่งชี้ว่าข้อมูลที่ส่งระหว่างเซ็นเซอร์และคอนโทรลเลอร์ได้รับการเสียหายและอาจทำให้เกิดความพยายามอีกครั้งเพื่อประเมินการอ่านเซ็นเซอร์ที่ถูกต้อง CRC ทำให้กระบวนการนี้ง่ายขึ้นและให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นกับนักออกแบบ นอกเหนือจากการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลผู้ผลิตบางรายได้เพิ่มอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มากขึ้นเพื่อยับยั้งเสียงรบกวนจากแหล่งข้อมูลเช่น WiFi, Bluetooth, GSM และ ISM เพื่อป้องกันความถูกต้องของข้อมูลเพิ่มเติม

เซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลในที่ทำงานรองรับเครือข่ายการกระจายน้ำอัจฉริยะ

การสูญเสียน้ำเนื่องจากการรั่วไหลการวัดแสงที่ไม่ถูกต้องการบริโภคที่ไม่ได้รับอนุญาตหรือการรวมกันของทั้งสามเป็นความท้าทายอย่างต่อเนื่องสำหรับเครือข่ายการกระจายน้ำขนาดใหญ่ การใช้เซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลที่ใช้พลังงานต่ำกับโหนดทั่วทั้งเครือข่ายการกระจายน้ำเป็นวิธีที่ใช้งานได้จริงและคุ้มค่าในการแมปเครือข่ายการกระจายน้ำในภูมิภาคและอนุญาตให้สาธารณูปโภคตรวจจับและค้นหาพื้นที่ที่เกิดการสูญเสียน้ำที่ไม่คาดคิด

เมื่อนำไปใช้กับโหนดของเครือข่ายการกระจายน้ำทั้งหมดเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลสามารถช่วยระบุพื้นที่การสูญเสียน้ำที่ไม่คาดคิดดังนั้นจึงมีการแก้ไขปัญหาและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เซ็นเซอร์ความดันที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเหล่านี้มักจะถูกปิดผนึกอย่างถูกต้องเป็น IP69K หรือโมดูลาร์เพื่อให้ลูกค้ามีความยืดหยุ่นในการออกแบบมากขึ้น เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำเจาะเซ็นเซอร์ตลอดอายุการใช้งานของการใช้งานผู้ผลิตเซ็นเซอร์ความดันบางรายใช้การเชื่อมต่อแบบ hermetic แบบแก้วกับโลหะ ซีลแก้วเป็นโลหะเป็นกันน้ำและสร้างซีลสุญญากาศบน "ด้านบน" ของเซ็นเซอร์ซึ่งช่วยให้เซ็นเซอร์บรรลุ IP69K การปิดผนึกนี้หมายความว่าเซ็นเซอร์มักจะวัดความแตกต่างของความดันระหว่างสารในแอปพลิเคชันและอากาศรอบ ๆ

ปรับปรุงการควบคุมระบบก๊าซแรงดัน

เซ็นเซอร์ความดันมีบทบาทสำคัญที่หลากหลายในการตรวจสอบและส่งมอบอากาศที่มีแรงดันและก๊าซการแพทย์ตลอดทั้งเครือข่ายการกระจาย ในการใช้งานประเภทนี้เซ็นเซอร์ความดันสามารถรับผิดชอบในการควบคุมคอมเพรสเซอร์และฟังก์ชั่นการตรวจสอบที่หลากหลายรวมถึงปริมาณการบริโภคและการไหลออกไอเสียสูบและสถานะตัวกรองอากาศในขณะที่สัญญาณความดันเดียวสามารถวัดปริมาณของอนุภาคก๊าซที่ตำแหน่งในระบบการรวมกันของความดันและอุณหภูมิ สิ่งนี้ช่วยให้นักพัฒนาระบบเข้าใกล้สภาพการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแอปพลิเคชัน

ในขณะที่ยังคงมีการติดตั้งบางอย่างที่เหมาะสมที่สุดในการใช้เซ็นเซอร์ความดันแบบอะนาล็อก แต่แอปพลิเคชันอุตสาหกรรม 4.0 มากขึ้นได้รับประโยชน์จากการใช้งานดิจิตอลของพวกเขา จากภูมิคุ้มกันของ EMI และเครือข่ายที่ปรับขนาดได้ไปจนถึงการวินิจฉัยเซ็นเซอร์และการป้องกันข้อมูลเซ็นเซอร์ความดันดิจิตอลช่วยให้การตรวจสอบระยะไกลและการบำรุงรักษาทำนายการปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบและความน่าเชื่อถือ การออกแบบเซ็นเซอร์ที่แข็งแกร่งพร้อมข้อกำหนดเช่นการจัดอันดับ IP69K การตรวจสอบความสมบูรณ์ของข้อมูลเพิ่มเติมและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออนบอร์ดที่กว้างขวางสำหรับการป้องกัน EMI จะช่วยเพิ่มอายุการใช้งานและลดข้อผิดพลาดของสัญญาณที่อาจเกิดขึ้น