Калориметрический принцип работы: новые высокопроизводительные модули датчика потока MEMS от IDT
Новые датчики потока IDT используют калориметрический принцип и специальное сенсорное покрытие для обеспечения прочности и долговременной надежности при измерении газов и жидкостей.
Десять лет назад, когда я разрабатывал двухфазные компьютерные системы с испарением / жидкостью охлаждения, измерения расхода всегда были важной частью уравнения. Новые высокопроизводительные MEMS (микроэлектромеханические системы) датчики массового расхода, возможно, были хорошим кандидатом, заслуживающим внимания … если бы они были доступны тогда.
IDT предлагает две серии этих датчиков массового расхода MEMS: FS1012 и FS2012. Обе эти маломощные датчики расхода способны измерять газ или жидкость. И поскольку датчик покрыт каркасом из кремний-карбида, он защищен от абразивного износа. Однако один сенсорный модуль не может измерять как газ, так и жидкость; скорее, полный номер детали устройства определяет, предназначен ли датчик для измерения газа или жидкости.
Рисунок 1. Модуль датчика потока MEMS FS2012 IDT. Изображение взято из таблицы данных
Что такое калориметрический принцип «выход термоэлемента изменяется в зависимости от скорости потока, и он пропорционален количеству тепла, воспринимаемого от нагревателя». Ну, немного больше информации было бы оценено, но эти документы являются спецификациями - это не справочные документы, в которых подробно разъясняются соответствующие принципы работы
Чтобы быстро суммировать калориметрический принцип: он относится к измерительному элементу или элементам, которые используются вместе с источником тепла для определения того, сколько энергии (тепла) поглощается текучей средой (газом или жидкостью). Результирующее изменение температуры является показателем потока.
Калиброванные измерения и цифровой (I2C) выход
IDT с радостью предлагает свои новые датчики потока MEMS с и без откалиброванных выходных данных. В то время как серия FS2012 обеспечивает калиброванный выход измерения расхода, а также цифровые (I2C) и аналоговые (от 0 до 5 В) параметры выхода, вы можете сэкономить немного денег (более половины), выбрав вариант с аналоговым выходом (FS1012) который не обеспечивает калиброванные данные измерения потока.
Лично я считаю, что он поддерживает IDT, предлагая как откалиброванные, так и не откалиброванные версии. Если бы я использовал один из этих датчиков потока, я бы скорее всего выбрал некалиброванную версию. Я говорю «скорее всего», потому что техническое описание FS1012 не предоставляет никакой информации о точности потока, и я хотел бы позвонить в IDT с надеждой получить какие-то данные точности перед заказом части. Если бы я был в темноте после общения с IDT, я бы, вероятно, использовал откалиброванную версию.
Кстати, техническое описание откалиброванного варианта (FS2012) указывает ± 1% (типичный) и ± 4% (максимальную) точность измерений газа и ± 2, 5% (типичный) и ± 7% (максимум) для измерений жидкости (см. изображение ниже).
Рисунок 2. Спецификация точности датчика потока MEMS IDT FS2012. Таблица взята из таблицы данных
Цепь с одиночным замыканием и дифференциальным контуром
Модуль FS1012 (который предлагает только аналоговый выход) может использоваться в одноконтурной конфигурации или дифференциальной конфигурации (см. Изображение ниже). Однако в таблице не ясно, почему одна схема будет использоваться над другой. Я могу предположить, что дифференциальная схема обеспечит более качественные измерения, поскольку дифференциальная сигнализация обычно снижает уровень шума, но было бы неплохо иметь более четкие указания относительно того, как создать интерфейс между датчиком и процессором.
Рисунок 3. Параметры аналогового интерфейса. Диаграмма взята из таблицы данных
Быстрый обзор некоторых спецификаций
Датчик FS1012 имеет впечатляющее время отклика 2 мс. Однако время отклика датчика FS2012 не указано нигде в таблице данных. Честно говоря, я удивлен, что эта информация отсутствует, и я предполагаю, что время отклика аналогично времени срабатывания датчика FS1012. Но было бы лучше прояснить этот надзор с призывом к IDT.
Еще одно интересное несоответствие заключается в том, что в техническом описании FS2012 указывается, что «плата платы не защищена от жидкостей», тогда как в таблице FS1012 нет этой заметки. Это кажется довольно важной информацией, поскольку некоторые пользователи могут предположить, что устройство, предназначенное для измерения потока жидкости, будет устойчиво к жидкостям.
Наконец, учитывая, что эти датчики имеют внутренний нагревательный элемент, они потребляют относительно малое количество тока (20 мА для FS1012 и 30 мА для FS2012).
Есть ли у вас опыт работы с этими датчиками потока? Если да, оставьте нам комментарий и сообщите нам, что вы думаете.