Какие бывают приборы для измерения артериального давления. Как работают тонометры. На что обратить внимание при выборе тонометра для домашнего использования. Особенности измерения давления у разных групп пациентов.
Виды приборов для измерения артериального давления
Артериальное давление является одним из важнейших показателей состояния сердечно-сосудистой системы. Для его измерения используются специальные приборы — тонометры. Существует несколько основных видов тонометров:
- Механические (анероидные) тонометры
- Полуавтоматические электронные тонометры
- Автоматические электронные тонометры
- Запястные тонометры
Механические тонометры считаются наиболее точными, но требуют определенных навыков использования. Электронные автоматические модели проще в применении и подходят для домашнего использования.
Принцип работы тонометра
Как работает тонометр для измерения давления? Основной принцип заключается в следующем:
- На плечо или запястье накладывается манжета
- В манжету нагнетается воздух, пережимая артерию
- Затем воздух постепенно спускается
- В момент появления пульсации фиксируется систолическое (верхнее) давление
- При исчезновении пульсации фиксируется диастолическое (нижнее) давление
В механических тонометрах врач прослушивает тоны с помощью стетоскопа. Электронные модели используют осциллометрический метод, анализируя колебания давления в манжете.
Как правильно выбрать тонометр для домашнего использования
При выборе тонометра для измерения давления в домашних условиях стоит обратить внимание на следующие факторы:
- Тип прибора — для домашнего использования подойдут автоматические модели
- Размер манжеты — она должна соответствовать обхвату руки
- Точность измерений — погрешность не более 3 мм рт. ст.
- Наличие памяти для хранения результатов
- Возможность подключения к смартфону или компьютеру
- Наличие индикатора аритмии
- Удобство использования и понятный интерфейс
Рекомендуется выбирать модели проверенных производителей, имеющие необходимые сертификаты.
Особенности измерения давления у разных групп пациентов
Измерение артериального давления имеет некоторые особенности в зависимости от категории пациентов:
Измерение давления у пожилых людей
У пожилых пациентов часто наблюдается повышенная жесткость сосудов, что может влиять на точность измерений. Рекомендуется:
- Использовать тонометры с функцией обнаружения аритмии
- Проводить измерения в положении сидя после 5-минутного отдыха
- Делать несколько замеров с интервалом 1-2 минуты
Измерение давления у беременных
При беременности важно контролировать артериальное давление для своевременного выявления гестоза. Особенности:
- Измерения проводят в положении лежа на левом боку
- Манжету накладывают на правую руку
- Рекомендуется использовать автоматические тонометры
Измерение давления у детей
Для измерения давления у детей требуются специальные педиатрические манжеты. Важно:
- Подобрать манжету по размеру руки ребенка
- Использовать приборы с пониженным давлением нагнетания
- Обеспечить спокойную обстановку при измерении
Нормы артериального давления
Какое артериальное давление считается нормальным? Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения:
- Оптимальное давление: менее 120/80 мм рт. ст.
- Нормальное давление: менее 130/85 мм рт. ст.
- Высокое нормальное: 130-139/85-89 мм рт. ст.
- Артериальная гипертензия: 140/90 мм рт. ст. и выше
Однако нормы могут отличаться в зависимости от возраста, пола и наличия сопутствующих заболеваний. Окончательный диагноз может поставить только врач на основании комплексного обследования.
Как часто нужно измерять артериальное давление?
Частота измерений артериального давления зависит от состояния здоровья человека:
- Здоровым людям достаточно проверять давление 1-2 раза в год
- При наличии факторов риска — 1 раз в 3-6 месяцев
- Пациентам с гипертонией — ежедневно утром и вечером
- При подборе антигипертензивной терапии — 3-4 раза в день
Важно вести дневник артериального давления, записывая результаты измерений. Это поможет врачу оценить эффективность лечения и при необходимости скорректировать терапию.
Заключение
Регулярный контроль артериального давления играет важную роль в профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Современные тонометры позволяют легко измерять давление в домашних условиях. При выборе прибора стоит обратить внимание на его точность, удобство использования и дополнительные функции. В случае стабильно повышенных показателей необходимо обратиться к врачу для обследования и назначения лечения.
забота о здоровье и советы пользователям медтехники
8 800 555 00 80 Бесплатная Горячая линия
Карьера
Карта сайта
Регулярное измерение артериального давления стало необходимостью не только для людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, но и для всех, кто ценит свое здоровье и заботится о хорошем самочувствии.
Все знают, чем измеряют давление, но о том, как правильно измерять давление, многие не задумываются. Даже автоматическими тонометрами, которые кажутся простыми приборами, нужно правильно пользоваться, иначе полученные результаты будут некорректными.
В статье рассмотрим особенности измерения давления разными видами тонометров.
Чем измеряют давление у человека: механические, полуавтоматические и автоматические тонометры
Давление измеряют с помощью автоматических, полуавтоматических и механических тонометров.
Механический тонометр состоит из манжеты, нагнетателя для накачивания воздуха и спускания, фонендоскопа для прослушивания тонов сердца и манометра с циферблатом.
Измерить давление механическим тонометром – задача не для новичков. Прибор предназначается в первую очередь врачам, у неопытного пользователя могут возникнуть сложности или потребуется посторонняя помощь, поэтому результаты измерений будут искажены.
Электронный блок и манжета – составляющие автоматического тонометра. В отличие от механического, автоматическим тонометром сможет мерить давление любой человек. Для нагнетания и спускания воздуха не нужно прилагать усилий, прибор всё сделает автоматически, в отличие от полуавтоматического тонометра, где придется накачивать воздух нагнетателем вручную.
Современные автоматические тонометры точны и надежны. К тому же они дополняются рядом полезных функций. Например, все автоматические тонометры OMRON помогают отследить картину артериального давления благодаря функции памяти, лимит которой зависит от модели, и узнать о нерегулярном сердцебиении благодаря индикатору аритмии.
А если нужно определить среднее значение трех последовательных замеров, то, например, в приборах OMRON M3 Comfort, M3 Expert и в модели запястного тонометра OMRON RS3 есть расчет среднего значения трех измерений за 10 минут.
Вам не придется вычислять его самостоятельно, тратя дополнительно по 2-3 минуты на ожидание после каждого измерения.
• За 1,5 часа до измерения воздержитесь от приема пищи, кофеиносодержащих напитков, алкоголя и курения.
• Не переохлаждайтесь. Воздействие низких температур может привести к увеличению артериального давления.
• Успокойтесь. Мерить давление тонометром на бегу точно не стоит. Чтобы получить достоверные результаты, перед процедурой нужно расслабиться и посидеть спокойно хотя бы 10 минут.
• Измеряйте давление сидя или лежа. Давление в положении стоя лучше не измерять, потому что человек не будет расслаблен. Важно помнить, что рука всегда должна находиться на уровне сердца. Если измеряете давление сидя, облокотитесь о спинку стула, а ноги поставьте на пол.
• Выбирайте манжету подходящего размера, которая плотно прилегает к руке, но в то же время не пережимает ее. Веерообразная манжета у тонометров OMRON плотно прилегает к руке, повторяя ее контуры, а умная манжета Intelli Wrap Cuff охватывает поверхность плеча на 360°, что облегчает процесс надевания.
• Положите руку на твердую поверхность.
• Не разговаривайте и не двигайтесь.
• Правильно мерить давление на нерабочей руке (на правой руке можно мерить давление левшам). При наложении манжеты следите, чтобы ее нижний край располагался выше локтевого сгиба на 2 см.
• Если показатели артериального давления соответствуют норме, то достаточно однократного измерения в день. Если наблюдается расхождение с нормой, то следить за показаниями нужно три раза в день.
При правильном измерении артериального давления автоматическим тонометром вы оцените ряд преимуществ перед механическим прибором:
• Возможность мерить давление людям с плохим слухом и зрением.
• Простота процедуры. Всего лишь два действия – наложение манжеты и нажатие на кнопку, приведут к результату.
• Измерение давления при аритмии, слабых сердечных тонах, которые нельзя прослушать механическим тонометром.
• Посторонний шум никак не помешает проведению процедуры, как это может произойти при измерении аускультативным (звуковым) методом.
Автоматические тонометры сводят измерение давления к надеванию манжеты и нажатию на кнопку. Но важно помнить, что даже простая процедура проводится по правилам – только тогда полученные результаты будут достоверными.
Тонометр OMRON M3 Comfort с адаптером и умной манжетой Intelli Wrap
ПодробнееСкачки давления или неисправность? Почему тонометр показывает разные результаты?
Все статьи
Как проверить точность тонометра в домашних условиях?
Полезно почитать
Какой тонометр выбрать
Какой тонометр лучше рекомендовать пожилому человеку?
Давление при беременности
Беременность для женщины – один из самых
важных периодов в её жизни.
Какой ирригатор выбрать для брекетов?
Вопрос ухода за брекетами интересует тех, кто уже их носит, и тех, кто только собирается поставить ортодонтическую кон…
Небулайзер для детей: какой выбрать
Когда врач назначает ребенку ингаляции небулайзером, родители задумываются, какой небулайзер лучше. Дело не только в к…
Прошлое, настоящее и будущее способов измерения артериального давления
Сегодня измерение артериального давления не отнимает много времени и проводится в домашн…
Тонометр при аритмии
Один из главных органов человека, наш пламенный
мотор, обеспечивающий все остальные органы организма кислородом и питательными веществами – сердце.
…
Массажная подушка CS Medica: массаж Шиацу у вас дома
Шиацу – это вид массажа, базирующийся на технике надавливания теплыми пальцами и ладонями на определенные участки тела…
Ингаляции небулайзером при гайморите
Гайморит – это воспалительный процесс в верхнечелюстных (гайморовых) пазухах, который провоцируют бактерии и вирусы. Е…
Наша миссия
сделать более доступной высокотехнологичную
и современную медицинскую технику
для каждого жителя России
Наша команда
это более 900 сотрудников по всей России.
Мы уверены, что здоровье — это главная
ценность человека
Мы профессионалы
и создаем основу для успешного
взаимовыгодного сотрудничества с нашими
клиентами
Домашние медицинские приборы.
Тонометры | Журнал ПАРТНЕР«Партнер» №12 (267) 2019г.
Мы начинаем публикацию материалов о приборах, которые, находясь в личном пользовании, позволяют контролировать свое здоровье, а также осуществлять лечение.
Артериальное давление – это первый показатель состояния организма. Нет давления – нет жизни. Скорая помощь почти всегда начинается именно с измерения кровяного давления. Приборы для измерения давления называются тонометрами (по-немецки –Blutdruckmessgeräte).
Эти приборы должны находиться дома практически у каждого, чей возраст перевалил за 50, даже у здорового человека. Хотя только людям, страдающим нарушением кровяного давления, врач имеет право тонометр выписать по рецепту. Больничные кассы перенимают обычно 20 и более евро, иногда этим покрывается вся стоимость прибора. Но если у вас проблемы с сердцем, то тонометр – последнее, на чем следует экономить.
Сердечный цикл состоит из двух фаз: систолы (сокращение сердечной мышцы) и диастолы (ее расслабления).
Соответственно замеряют два значения кровяного давления, систолическое и диастолическое, которые характеризуют сердечную деятельность.
Всемирная организация здравоохранения так классифицирует нормы артериального давления (таблица).
| Верхнее значение (систола) | Нижнее значение (диастола) |
Гипотония (пониженное) | < 100 | < 60 |
Оптимальное | 100 — 119 | 60 — 79 |
Нормальное | 120 — 129 | 80 — 84 |
Высокое нормальное | 130 — 139 | 85 — 89 |
Умеренная гипертония | 140 — 159 | 90 — 99 |
Гипертония средней тяжести | 160 — 179 | 100 — 109 |
Тяжелая гипертония | ≥ 180 | ≥ 110 |
Следует учесть, что давление зависит от возраста, пола, комплекции, тренированности и т.
п. Вот лишь пример, показывающий, как могут меняться нормы давления:
Возраст, лет | Систолическое | Диастолическое | ||
Мужчины | Женщины | Мужчины | Женщины | |
10 — 20 | 96 | 95 | 66 | 65 |
30 — 40 | 129 | 127 | 81 | 80 |
60 — 70 | 145 | 159 | 85 | 85 |
80 — 90 | 145 | 150 | 78 | 79 |
То есть просто говорить о высоком давлении неправильно, необходимо учитывать все обстоятельства, а сделать это может только специалист.
На долю же пользователя остается регулярно, по согласованию с врачом, осуществлять замеры.
Принцип работы тонометра основан на фиксации моментов перекрытия и отпирания артерии (исчезновения и появления пульса). Во всех приборах перекрытие артериального кровотока достигается с помощью манжеты, в которую нагнетается воздух. Это безобидная, хотя и не всегда приятная процедура. Воздух нагнетается вручную с помощью грушевидной помпы или специальным электронасосом, в зависимости от устройства прибора. А пульс регистрируется с помощью стетоскопа или автоматически сенсором. Сейчас сложилась ситуация, когда у врачей давление меряют в основном ручными приборами, а дома – автоматическими. Единицей измерения является миллиметр ртутного столба (mmHg).
Автоматические приборы бывают в двух исполнениях: плечевые (Oberarm) и кистевые (Handgelenk).
Первые больше, дороже и, скажем осторожно, точнее, зато напульсные – кoмпактны, просты и удобны. Измерения на запястье иногда, особенно у пожилых людей, оказывается недостаточно точными по причине сниженной эластичности сосудов.
В большинстве случаев прибор повышает давление в манжете до заведомого большего, чем может быть, например, до 250 мм, а затем его снижает. В момент достижения верхнего значения (систолического) пульс начинает прослушиваться сенсором, затем по мере дальнейшего сброса давления достигается нижнее значение (диастолическое), в этот момент звуки пульсации исчезают. По окончании измерения на табло высвечиваются оба значения.
Некоторые новые приборы замеряют давление, так сказать, не сверху вниз, а снизу вверх. В итоге получается быстрее и без излишнего пережимания руки, точность измерения при этом сохраняется.
Что делать с этими значениями дальше? Проще всего – одолжить у внука тетрадку в клеточку и вносить туда данные. Но есть и более рациональный подход – регулярное заполнение специальный таблицы, известной как паспорт кровяного давления (Blutdruckpass). Такой паспорт наглядно дает статистику изменения давления за период любой продолжительности, и это прекрасное подспорье для беседы с кардиологом.
Паспорт позволяет врачу отследить влияние на давление вновь назначенных медикаментов и подобрать оптимальные. Многие больничные кассы, фармацевтические фирмы, медицинские учреждения и медицинские интернет-порталы предлагают свои разновидности Blutdruckpass, как через интернет (для распечатки или как формуляры для заполнения в формате PDF), так и просто в виде бумажных тетрадей.
Артериальное давление редко бывает строго постоянным, на него влияют многие факторы, в первую очередь стресс, волнение, физическая нагрузка, другие заболевания, погода… Именно поэтому врачу-кардиологу необходима статистика изменения давления.
Обычно давление измеряют два-три раза в сутки, в одно и то же время. Есть определенные правила, как измерять давление, желательно их придерживаться:
- Манжета должна находиться на высоте сердца
- Измерять надо на одной и той же руке, причем, если замечено, что давление на разных руках разное – измерять та той, где оно выше
- Измерять в положении сидя, не есть в это время и даже не разговаривать
- До начала измерения сидеть спокойно минимум минут пять.
И вот тут, после добросовестного выполнения всех несложных требований, может оказаться, что с давлением что-то не так, например, один из двух параметров оказывается подозрительно высоким или, наоборот, низким. Не в порядке либо прибор, либо сердце. В таком случае давление надо перемерить. Более того, специалисты рекомендуют давление всегда замерять дважды для большей надежности. После чего возникает естественный вопрос, какое из двух значений является правильным. Значит, надо измерять в третий раз. Если два значения близки, а третье заметно отличается, то сильно выпадающее игнорируем, два других усредняем и заносим в таблицу. Пять замеров гарантируют еще большую точность… Но это, надо отметить, достаточно неудобно, нудно и действует на нервы.
Изготовители приборов поэтому чeстно предупреждают, что приборы могут показывать отличающиеся значения. Кроме того, замеры у врача и дoма тоже могут не совпадать. А если у вас не дай бог несколько приборов (старый и новый, ручной и автомат, кистевой и плечевой), то полное совпадение замеряемых значений давления – это скорее редкость.
При всей их точности каждый тонометр может показывать несколько другие данные, с этим надо смириться. Десять миллиметров – это реально достижимая точность. Но при большом разбросе данных стоит обратиться к специалисту (паспорт давления тут незаменим).
Вообще же проверять тонометры рекомендовано каждые два года, вопрос только, где. Ответить на него могут в аптеке, магазине медпринадлежностей (Sanitätshaus), у врача, или в организации под названием Eichamt. Eichen означает эталонировать, близко по смыслу к калибровать, однако услуги эти предоставляют по большей части организациям. Учитывая небольшую (15-50 евро) цену тонометра, а также поддержку при его покупке со стороны больничной кассы раз в два года, возможно, рациональнее не калибровать старый прибор, а приобрести новый.
Современный автоматический тонометр имеет немало «накруток», делающих его еще удобнее, хотя, конечно, несколько сложнее и дороже. Все они замеряют частоту сердечных сокращений – пульс.
Многие, кроме того, регистрируют неравномерность пульса, аритмию (Arrhythmie-Anzeige).
Память тонометру нужна для того, чтобы сохранять предыдущие измерения, она может вмещать более сотни результатов. Более того, чтобы прибор могли использовать другие члены семьи, возможно создание персональных профилей, чаще всего их два, для обоих супругов, в этом случае данные каждого сохраняются отдельно.
И, разумеется, у самых продвинутых тонометров предусмотрена связь со смартфоном или компьютером. Она может осуществляться как по USB-кабелю, так и посредством Bluetuth. На смартфон устанавливается соответственно специальное приложение (App), это позволяет контролировать не сотню-другую измерений, а тысячи за любой период времени, а также получать информацию в виде графика, что несравненно удобнее, чем просматривать таблицы с цифрами. На компьютере то же можно сделать с помощью программ от производителя, например, beurer HealthManager, или пользуясь табличной калькуляцией, например MS Excel.
Новейшие приборы имеют усовершенствованные манжеты, что весьма удобно и обеспечивает более точные измерения. Например, система easyClip фирмы Beurer позволяет накладывать манжету одной рукой, аналогичная система Intelli Wrap применяется на приборах Omron.
Цены на тонометры находятся в пределах 10-150 евро, в зависимости от качества, возможностей и того, насколько фирма-производитель считается марочной. Причем, как показали многочисленные тесты, дороже вовсе не означает обязательно лучше. Следует особо подчеркнуть: все тонометры обязательно должны соответствовать строгим медицинским нормам, многие имеют своего рода знак качества – Prüfsiegel deutsche Hochdruckliga. так что дороже – уж точно не означает – точнее.
К более дешевым относятся проборы Sanitas и Medisana, приборы Boso и Beurer заслуженно считаются солидными и надежными, верхние позиции в рейтингах часто достаются приборам Omron, есть еще и Newgen, Sohenle, ProfiCare, Visomat, Aponorm, Braun, Panasonic… Большинство стоит в пределах 20-50 евро.
Напоминаем, что полной картины изменения давления во всей ее динамике вы ни с каким домашним тонометром не получите. Для этого врачи предлагают пациентам Langzeitblutdruckmessung – носимый прибор для измерения давления с интервалом 15 минут днем и 30 – ночью. Продолжительность «пытки» – 24 часа.
С.Мучник (Дортмунд)
Читайте также:
1. «Спрятанная» гипертония – как ее распознать? Журнал «Партнёр», № 8 / 2019. Автор Елена Шлегель
2. Лечение артериальной гипертонии и сахарном диабета.Журнал «Партнёр», № 2 / 2016. Автор В. Хвойницкий
3. Артериальная гипертония.Журнал «Партнёр», № 8 / 2007. Автор В. Хвойницкий
4. Артериальная гипертония – проблема и решение. Журнал «Партнёр», № 11 / 2006. Автор В. Хвойницкий
| №12 (267) 2019г.
| Прочтено: 349 |
Автор: Мучник С.
|
Лучший прибор для измерения давления в Замбии
Приборы для измерения давления в газах и жидкостях.
Приборы для измерения давления – это приборы, используемые для измерения давления в газах и жидкостях. Давление обычно измеряется в единицах силы на единицу площади поверхности. Многие методы были разработаны для измерения давления и вакуума. Приборы, используемые для измерения и отображения давления в едином блоке, называются манометрами, манометрами или вакуумметрами. Хорошим примером является манометр, поскольку он использует площадь поверхности и вес столба жидкости как для измерения, так и для индикации давления. Просмотрите эту категорию, чтобы найти различные приборы для измерения давления, доступные в магазинах Замбии.
Приборы для измерения давления| Гидромеханика
- Барометр: Барометр — это устройство, предназначенное для измерения местного атмосферного давления.
- Пьезометр или напорная трубка:
- Манометры:
- Манометр Бурдона:
- Мембранный манометр:
- Микроманометр (U-образная трубка с расширенными концами):
Широко используемый манометр Бурдона представляет собой механическое устройство, которое одновременно измеряет и указывает, и, вероятно, является самым известным типом манометра.Типы манометров
- Манометр с трубкой Бурдона.
- Мембранный манометр.
- Капсюльный манометр.
- Манометр абсолютного давления.
- Дифференциальный манометр.
- Сильфонный манометр.
- Манометр Манометр.
- Пьезометрический манометр.
Существует два основных типа давления: абсолютное и манометрическое. Измерения давления можно разделить на три категории: абсолютное давление, манометрическое давление и дифференциальное давление. Абсолютное давление относится к абсолютному значению силы на единицу площади, действующей на поверхность со стороны жидкости.
Манометр — это устройство, которое мы используем для измерения давления в трубопроводах (может быть газа, воды, жидкости и т. д.). Также его обычно называют U-образной трубкой, заполненной жидкостью.
Давление обычно измеряется в единицах силы на единицу площади поверхности ( P = F / A). В физике символом давления является р, а единицей измерения давления в системе СИ является паскаль (символ: Па). Один паскаль — это сила в один ньютон на квадратный метр, действующая перпендикулярно поверхности.
Типы давления
- Абсолютное давление.
- Манометрическое давление.
- Дифференциальное давление.
- Герметичное давление или вакуумное давление.
Единицей измерения относительного давления для манометра является psi (фунты на квадратный дюйм) или psi (фунты на квадратный дюйм манометра).
Манометр может быть предназначен для непосредственного измерения абсолютного давления. Манометр на рис. 5 измеряет давление по сравнению с нулевым абсолютным давлением в герметичной трубе над ртутным столбом. Наиболее распространенной формой этого манометра является обычный ртутный барометр, используемый для измерения атмосферного давления.
Типы датчиков давления. Это:
- Потенциометрические датчики давления.
- Индуктивные датчики давления.
- Емкостные датчики давления.
- Пьезоэлектрические датчики давления.
- Датчики давления тензометрические.
- Датчики давления с переменным магнитным сопротивлением.
Три различных типа манометров:
Простой манометр.
- Дифференциальные U-образные манометры.
- Манометр с перевернутой U-образной трубкой.
- Наклонный манометр.19 января 2022 г.
Термин манометрическое давление используется, когда давление в системе превышает местное атмосферное давление. Шкала манометрического давления была разработана потому, что почти все манометры показывают ноль, когда они открыты для атмосферы.
Как измерить давление? | Как работает измерение давления?
Определение, принцип работы и типы. Ознакомьтесь с функциями и возможностями различных датчиков измерения давления в этом подробном руководстве.
, изготовленные в США компанией FUTEK Advanced Sensor Technology (FUTEK), ведущим производителем датчиков, использующей одну из самых передовых технологий в сенсорной промышленности: технологию тензодатчиков с металлической фольгой. Датчик давления определяется как датчик, который преобразует входное механическое давление в электрический выходной сигнал (определение датчика давления). Существует несколько типов преобразователей давления в зависимости от размера, производительности, метода измерения, технологии измерения и требований к выходному сигналу.
Что такое датчик измерения давления?
Что делает датчик давления? Датчик давления — это преобразователь или прибор, который преобразует входное механическое давление в газах или жидкостях в электрический выходной сигнал. Датчик давления состоит из чувствительного к давлению элемента, который может измерять, обнаруживать или контролировать прикладываемое давление, и электронных компонентов для преобразования информации в электрический выходной сигнал.
Давление определяется как количество силы (приложенной к жидкости или газу), приложенной к единице «площади» (P=F/A), и общепринятыми единицами давления являются Паскаль (Па), Бар (бар), Н/мм2 или psi (фунты на квадратный дюйм). В преобразователях давления часто используется пьезорезистивная технология, поскольку пьезорезистивный элемент изменяет свое электрическое сопротивление пропорционально испытанному напряжению (давлению).
Как работает датчик измерения давления?
Чтобы понять, как работает промышленный датчик давления FUTEK, во-первых, необходимо понять основы физики и материаловедения, лежащие в основе принципа работы датчика давления и пьезорезистивного эффекта , который измеряется тензодатчиком (иногда называемым тензорезистор ). Тензорезистор из металлической фольги представляет собой преобразователь, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от приложенного давления.
Другими словами, он преобразует силу, давление, напряжение, сжатие, крутящий момент и вес (датчики веса) в изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить.
Тензорезисторы представляют собой электрические проводники, плотно прикрепленные к пленке в форме зигзага. Когда эту пленку тянут, она — и проводники — растягиваются и удлиняются. Когда его толкают, он сокращается и становится короче. Это изменение формы приводит к изменению сопротивления электрических проводников. Деформация, приложенная к датчику давления, может быть определена на основе этого принципа, поскольку сопротивление тензорезистора увеличивается с приложенной деформацией и уменьшается при сжатии.
Рис. 1: Тензодатчик из металлической фольги. Источник: ScienceDirect
Посетите наш магазин датчиков давления. Доступно более 60+ типов датчиков!
Конструктивно тензометрический датчик-преобразователь давления выполнен в виде металлического корпуса (также называемого изгибом), к которому приклеены металлическая фольга тензорезисторов .
Корпус этих датчиков измерения давления обычно изготавливается из алюминия или нержавеющей стали, что придает датчику две важные характеристики: (1) обеспечивает прочность, выдерживающую высокое давление, и (2) обладает эластичностью, позволяющей минимально деформироваться и возвращаться к исходной форме при воздействии давления. давление снимается.
Датчик давления преобразует давление в электрический сигнал. Промышленные датчики давления FUTEK используют пьезорезистивный эффект, который состоит из тензодатчиков из металлической фольги, установленных на диафрагме. При изменении давления диафрагма меняет форму, вызывая изменение сопротивления в тензорезисторах, что позволяет измерять изменения давления электрическим способом. Наши датчики давления естественным образом производят электрический сигнал в милливольтах, который изменяется пропорционально давлению и напряжению возбуждения датчика (мВ/В — милливольт на вольт). Однако мы предлагаем датчики давления с внутренними аналоговыми усилителями.
Датчики давления со встроенными усилителями генерируют сигналы переменного напряжения, т.е. ±10В, или переменного тока (т.е. выход датчика давления 4-20мА). Однако, если для вашего приложения требуется цифровой или USB-усилитель датчика давления, обратитесь к нашим инструментам датчиков давления и странице магазина усилителей.
Тензорезисторы расположены в так называемой схеме усилителя моста Уитстона (см. анимированную схему ниже). Это означает, что четыре тензорезистора соединены между собой в виде контура, и соответственно совмещена измерительная сетка измеряемого давления.
Мостовые тензометрические усилители обеспечивают регулируемое напряжение возбуждения и преобразуют выходной сигнал мВ/В в другую форму сигнала, более полезную для пользователя. Сигнал, генерируемый тензорезисторным мостом, имеет низкую мощность и может не работать с другими компонентами системы, такими как ПЛК, модули сбора данных (DAQ) или компьютеры. Таким образом, функции формирователя сигнала датчика давления включают в себя напряжение возбуждения, фильтрацию или ослабление шума, усиление сигнала и преобразование выходного сигнала.
Кроме того, изменение выходного сигнала усилителя датчика давления откалибровано, чтобы быть пропорциональным давлению, приложенному к изгибу, которое можно рассчитать с помощью уравнения цепи датчика давления.
Рис. 2. Цепь датчика измерения давления.
Посетите наш магазин датчиков давления. Поговорите с инженером сегодня!
Как измерить давление? Какие существуют типы датчиков давления и методы измерения?
Датчики давления можно классифицировать по типу измерения давления, который они измеряют, а также по технологии измерения давления, с которой работает датчик. В связи с этим существует три метода измерения давления: дифференциальный, абсолютный и манометрический.
Преобразователь дифференциального давления: Дифференциальное давление представляет собой измерение перепада давления между двумя значениями давления или двумя точками давления в системе , таким образом измеряя, насколько две точки отличаются друг от друга, а не их величину по отношению к атмосферному давлению.
или к другому эталонному давлению, такому как абсолютный вакуум. Это отличается от датчика статического или абсолютного давления, который измеряет давление, используя только один порт, и, как правило, датчики перепада давления комплектуются двумя портами, к которым можно присоединить трубы и подключить их к системе в двух разных точках давления, откуда может быть перепад давления. быть измерены и рассчитаны.
Этот метод измерения давления обычно используется для измерения расхода жидкости или газа в трубах или воздуховодах.
Рис. 3. Как работает датчик дифференциального давления? Измерение уровня в резервуаре с помощью датчика измерения перепада давления.
Преобразователь абсолютного или вакуумного давления: Этот датчик измеряет абсолютное давление , которое определяется как давление, измеренное относительно идеально герметичного вакуума . Датчики абсолютного давления используются в приложениях, где требуется постоянная ссылка .
Эти приложения требуют привязки к фиксированному давлению, поскольку они не могут быть просто привязаны к окружающему давлению. Например, этот метод используется в высокопроизводительных промышленных приложениях, таких как контроль вакуумных насосов, измерение давления жидкости, промышленная упаковка, управление промышленными процессами и аэрокосмическая и авиационная инспекция. Когда дело доходит до измерения атмосферного давления, особенно для таких приложений, как барометрические измерения погоды или высотомеры, предпочтительным устройством является датчик абсолютного давления.
Посетите наш магазин датчиков давления. Поговорите с нашим специалистом по приложениям сегодня!
Манометрическое или относительное давление Преобразователь : Манометрическое давление является просто частным случаем дифференциального давления с давлениями, измеряемыми дифференциально, но всегда относительно местного давления окружающей среды .
В том же отношении абсолютное давление также можно рассматривать как дифференциальное давление, когда измеренное давление сравнивается с идеальным вакуумом. Изменения атмосферного давления из-за погодных условий или высоты напрямую влияют на выходной сигнал датчика избыточного давления. Манометрическое давление выше атмосферного давления называется положительным давлением. Если измеренное давление ниже атмосферного давления, оно называется отрицательным или вакуумметрическим давлением.
Рис. 4. Измерение давления с помощью датчика давления в системе водяного насоса
Типы технологий измерения давления или принципы работы
Существует множество технологий измерения давления или принципов измерения, способных преобразовывать давление в измеримый и стандартизированный электрический сигнал. В этой статье основное внимание будет уделено типам коллекторов силы, которые используют датчик силы (например, диафрагму) для измерения деформации (или отклонения) из-за приложенной силы на площади (давления).
Резистивный или пьезорезистивный эффект: Датчики измерения резистивного давления используют изменение электрического сопротивления тензорезистора, прикрепленного к диафрагме (также известной как гибкий элемент), которая подвергается воздействию среды под давлением.
Тензорезисторы часто состоят из металлического резистивного элемента на гибкой подложке, прикрепленного к диафрагме (например, тензорезистора из металлической фольги) или нанесенного непосредственно с помощью тонкопленочных процессов.
Обычно тензометрические датчики подключаются по мостовой схеме Уитстона, чтобы максимизировать выходной сигнал датчика и снизить чувствительность к ошибкам. Это наиболее часто используемая технология измерения давления общего назначения, основанная на том же принципе, что и тензодатчик.
Видео на YouTube: Миниатюрный датчик давления (PFT510) | Мембранный преобразователь давления для скрытого монтажа.
Посетите наш магазин датчиков давления. Доступно более 60+ датчиков!
Емкостной: В емкостных датчиках давления используется диафрагма, которая отклоняется под действием приложенного давления, чтобы создать переменный конденсатор для обнаружения деформации, вызванной приложенным давлением. При приложении давления внешнее давление сжимает диафрагму, и значение емкости уменьшается. Когда давление сбрасывается, диафрагма возвращается к своей первоначальной форме, и за ней следует емкость. В обычных технологиях используются металлические, керамические и кремниевые диафрагмы. Емкость можно откалибровать, чтобы обеспечить точное считывание давления.
Емкостные датчики, отображающие изменение емкости при отклонении одной пластины под действием приложенного давления, могут быть очень чувствительными и выдерживать большие перегрузки. Однако ограничения на материалы, а также требования к соединению и герметизации могут ограничивать области применения.
Пьезоэлектрический эффект: Пьезоэлектрические датчики давления используют свойство пьезоэлектрических материалов, таких как керамика или металлизированный кварц, генерировать электрический потенциал на поверхности, когда материал подвергается механическому напряжению и деформации. Величина заряда пропорциональна приложенному давлению, а полярность определяется направлением давления. Электрический потенциал накапливается и быстро рассеивается при изменении давления, что позволяет измерять быстро меняющееся динамическое давление.
Эталоны измерения давления
Давление обычно измеряется в единицах силы на единицу площади поверхности ( P = F / A). В физике символом давления является р, а единицей измерения давления в системе СИ является паскаль (символ: Па). Один паскаль — это сила в один ньютон на квадратный метр, действующая перпендикулярно поверхности. Другими часто используемыми единицами измерения давления для определения уровня давления являются фунты на квадратный дюйм (фунты на квадратный дюйм) и бар.
Использование единиц давления зависит от региона и области применения: фунт на квадратный дюйм обычно используется в Соединенных Штатах, а бар — предпочтительная единица измерения в Европе.
| Паскаль | Бар | Стандартная атмосфера | Фунт на квадратный дюйм | |
|---|---|---|---|---|
| (Па) | (бар) | (атм) | (psi или фунт-сила/дюйм 2 ) | |
| 1 Па | 1 | 10 −5 бар | 9,8692×10 −6 атм | 1,45 x 10 −4 |
| 1 бар | 100 000 | 1 | 0,98692 | 14.5038 |
| 1 атм | 1013.25 | 1.01325 | 1 | 14.6959 |
| 1 psi или lbf/in 2 | 6 894,76 | 0,06894 | 0,06804 | 1 |
Почему важно калибровать датчик давления?
Калибровка преобразователя давления — это регулировка или набор поправок, которые выполняются на датчике или приборе (усилителе), чтобы убедиться, что датчик работает как точно или безошибочно, насколько это возможно.
Каждый датчик подвержен ошибкам измерения . Эти структурные погрешности представляют собой просто алгебраическую разницу между значением, отображаемым выходным сигналом датчика , и фактическим значением измеренной переменной или известным эталонным давлением. Ошибки измерения могут быть вызваны многими факторами:
Смещение нуля (или баланс нуля датчика давления): Смещение означает, что выходной сигнал датчика при нулевом давлении (истинный нуль) выше или ниже идеального выходного сигнала. Кроме того, стабильность нуля относится к степени, в которой преобразователь поддерживает баланс нуля при неизменности всех условий окружающей среды и других переменных.
Линейность (или нелинейность): Немногие датчики имеют полностью линейную характеристику, что означает, что выходная чувствительность (наклон) изменяется с разной скоростью во всем диапазоне измерения. Некоторые из них достаточно линейны в желаемом диапазоне и не отклоняются от прямой линии (теоретической), но некоторые датчики требуют более сложных вычислений для линеаризации выходного сигнала.
Таким образом, нелинейность датчика давления представляет собой максимальное отклонение фактической калибровочной кривой от идеальной прямой линии, проведенной между выходными сигналами без давления и номинальным давлением, выраженное в процентах от номинального выходного сигнала.
Гистерезис: Максимальная разница между выходными показаниями датчика для одного и того же приложенного давления; одно показание получается за счет увеличения давления от нуля, а другое за счет снижения давления от номинального выхода. Обычно он измеряется при половинной номинальной мощности и выражается в процентах от номинальной мощности. Измерения следует проводить как можно быстрее, чтобы свести к минимуму ползучесть.
Повторяемость (или неповторяемость): Максимальная разница между выходными показаниями датчика для повторяющихся входных данных при одинаковом давлении и условиях окружающей среды. Это выражается в способности датчика поддерживать стабильный выходной сигнал при повторном приложении одинакового давления.
Температурный сдвиг Диапазон и ноль: Изменение выходного сигнала и нулевого баланса, соответственно, из-за изменения температуры преобразователя.
Рис. 5: Калибровочная кривая датчика давления.
Каждый датчик давления имеет «характеристическую кривую» или «калибровочную кривую», которая определяет реакцию датчика на ввод. Во время регулярной калибровки с использованием калибровочного станка датчика мы проверяем смещение нуля и линейность датчика, сравнивая выходной сигнал датчика с эталонными гирями и настраивая отклик датчика до идеального линейного выхода. Оборудование для калибровки датчиков давления также проверяет гистерезис, воспроизводимость и температурный сдвиг, когда заказчики запрашивают его для некоторых важных приложений измерения давления.
Для получения дополнительной информации о калибровке см. нашу страницу часто задаваемых вопросов о калибровке датчика.
Если у вас есть дополнительные вопросы о терминах и определениях калибровки, обратитесь к нашему Глоссарию терминов калибровки датчиков.
