ОЕМ-преобразователи Келлер можно описать словом «встраиваемый». Данное слово имеет два смысла для данной технологии. Первое — сенсор и электроника преобразователя встроены в один и тот же корпус, второе – конструкция сенсора идеально подходит для встраивания в собственные системы заказчика. В зависимости от потребностей для данных преобразователей может быть настроен выходной сигнал и задана температура компенсации.
Встраиваемые преобразователи давления
Благодаря технологии «Чип в масле» Chip-in-Oil (CiO) можно получить совсем миниатюрные конструкции преобразователей давления, обладающие следующими свойствами: гибкость исполнений конструкции, высокая стойкость к вибрациям (благодаря маленькому весу и коротким контактным соединениям).Технология Cio означает, что микропроцессор ASIC помещается рядом с чувствительным элементом внутрь корпуса сенсора, при этом габариты конструкции не становятся больше. Преобразователи доступны в корпусах диаметром от 11 мм.
С обратной стороны приваривается стеклянная подложка, устойчивая к нагрузкам. Внутренние соединения очень короткие из легких связующих проводов с полной изоляцией от воздуха и масла. Во-первых, это позволяет отказаться от очень сложной работы по соединению контактов с электронными компонентами. Во-вторых, Вам не нужно никаким образом защищать электронику от влаги или конденсата.
Вместе с высококачественным стальным корпусом, стеклянная подложка выполняют функцию конденсаторов, образуя клетку Фарадея. Это делает технологию CiO сильно защищенной от электромагнитных помех, даже для уровня 250 В/м и частоты до 4 ГГц, которые не оказывают влияния на выходной сигнал.
Конструкция микропроцессора ASIC позволяет получать сигнал с высоким разрешением и динамикой (частотой – 2кГц). В дополнение к этому происходит измерение температуры, которая используется для математических алгоритмов компенсации выходного сигнала.
Стандартное исполнение поддерживает два выходных сигнала: ратиометрический аналоговый сигнал и цифровой интерфейс I2C.
Ратиометрический выходной сигнал
Секретом значения ратиометрического выходного сигнала является то, что как такового значения то и нет, т.к. сигнал зависит от напряжения питания. Это является серьезным преимуществом при интеграции преобразователей в системы. В случае, когда аналого-цифровое преобразование происходит с постоянным напряжением питания, цифровые показания всегда будут оставаться достоверными. Это происходит за счет длины детализации шагов, зависящих от напряжения питания, но количество шагов полностью не зависит от напряжения. Использование ратиометрического сигнала существенно снижает потери при прохождении сигнала от преобразователя давления к A/D конвектора в дополнительно установленной электронике. При этом калибровка становится необязательной; в случае правильного соединения с микропроцессором с интегрированным A/D конвектором потери будут равны нулю. Тем не менее, интервал задается для выходного сигнала, т.е. 0,5…4,5В для напряжения питания 5В. При наличии стабильного и точного напряжения питания, этот интервал также может быть использован как «стандартный сигнал». Кроме того, встроенная электроника CiO технологии постоянно защищена от скачков напряжения до ±33 VDC и неправильной полярности.
Встроенный цифровой интерфейс I2C
ОЕМ преобразователи такого же размера, как и обычные сенсоры давления, но никогда не встраиваются напрямую в Bus систему. Вместо этого в указанном порядке соединяемые модули имеют соответствующий входной интерфейс, т.е. встроенный внутренний интерфейс I2C. Долгие годы этот интерфейс является стандартом для передачи данных на короткие дистанции. Для интерфейса I2C требуются две линии: для передачи данных и импульсы (часы) для синхронизации измерений. Следовательно, к контроллеру не предъявляются требования по учету временных параметров. Каждый ОЕМ преобразователь имеет свой собственный адрес, в существующей конфигурации один контроллер может управлять 128 различными адресами. Текущее значение давления и температуры можно получать с преобразователей (slaves), и по запросу контроллера синхронизировать, в соответствии с выбранным протоколом.
Мобильность в применениях
Технология CiO имеет ратиометрический выходной сигнал и цифровой сигнал I2C, которые могут работать при напряжении питания 3 VDC ±10%, таким образом, данные преобразователи идеально подходят для автономных применений, где питание происходит от батареи. Это также дает очень быстрый старт при включении: измерения давления и температуры доступны уже по прошествии 5мс. Другими словами, мы можем экономить энергию в применениях, где у нас происходит постоянное включении\выключение оборудования.
Особенности выбора ОЕМ преобразователя
При выборе выходного сигнала Вы должны учитывать следующие особенности. С аналоговым выходом преобразователи могут работать в режиме от -40 °C до +150 °C, с цифровым выходом верхний предел ограничен +110°C. Диапазон измерений для аналоговых преобразователей должен номинально быть от 2 до 1000 бар; для цифровых преобразователей – от 2 до 200 бар. Обе версии имеют отличные показатели по частоте измерений – 2кГц. Энергопотребление для цифровой версии в течение длительной работы – 2 mA, это также является серьезным достоинством.
Заключение
Данная технология открывает новую главу в производстве преобразователей давления. Мы имеем полностью законченный преобразователь давления с усилительной электроникой, и все это в компактном корпусе из нержавеющей стали. Линейность выходного сигнала, температурная компенсация, все включено в эту конструкцию. Удобство интеграции в систему более высокого уровня обеспечивается удобными выходными сигналами: ратиометрическим выходом по напряжению и цифровым интерфейсом I2C. Возможно производство различных модификаций, в зависимости от особенностей конкретного применения.
Если Вас заинтересовала подобная технология Вы можете посмотреть подробное описание и спецификацию в разделе «Продукция».
Также Вы можете ознакомиться с законченными датчиками давления, имеющими резьбовое и электрическое присоединение: серия 21PY.
