سنسور فشار

سنسور فشار تفاضلی

این محصول کارش این است که دو یا چند قسمت را انتخاب میکنیم و این سنسور تفاضل بین فشار آن دو نقطه را به ما میگوید. برخی کاربردهای واقعی این محصولات عبارتند از : اندازه‌گیری افت فشار در فیلتر روغن.

سنسور فشار مهر شده یا sealed

این محصول تقریبا مشابه سنسور فشار گیج میباشد اما نکته مهم در آن اینست که موقع ساخت ، برای اندازه گیری فشار نسبت به فشار سطح دریا کالیبره شده است.

انواع سنسورهای آنالوگ

این سنسورها را اساسا به دو نوع تقسیم بندی میکنند : جمع کننده نیرو : در این محصولا از یک جمع کننده نیرو استفاده میشود مثل دیافراگم یا پیستون. چرا که این امکان را می دهد تا بتوانیم کشش را بر اساس نیروی اعمالی و فشار بر سطح اندازه گیری کنیم. گیج‌های کشش پیزو رزیستور : از اثر پیزو رزیستور گیج‌های کشش قرارداده شده بر روی تکیه گاه برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می‌کند. عموماً گیج‌های کشش در یک ساختار مدار پل وتستون اتصال می‌یابند تا خروجی سنسور را حداکثر کنند. این شایع ترین نوع تکنولوژی استفاده شده برای اهداف عمومی اندازه‌گیری فشار میباشد. این تکنولوژی‌ها با اندازه‌گیری فشار مطلق، گیج، خلأ و فشار تفاضلی سازگار میباشند.

خازنی

برای انداره گیری کشش بر آمده از فشار اعمال شده ، دیافراگم و کاواک را در جهت ایجاد خازن متغیر به کار میبرند .در محصولات ساده تر از فلز یا سرامیک و دیافراگم‌های سیلیکون استفاده می‌کنند. این محصولات برای اندازه گیری فشارهای کم کاربرد دارند. (مطلق، تفاضلی و گیج) در سنسور فشار نوع خازنی فشار تفاضلی به دیافراگم وارد می گردد که باعث می‌شود دیافراگم به یکی از صفحات خازن نزدیک شده و از دیگری دور شود؛ بنابراین ظرفیت خازن تغییر می‌کند که اثرات یا تغییرات آن مربوط به فشار وارد شده به دیافراگم است. تغییر ظرفیت خازن توسط مدار الکتریکی و ترنسمیتر تبدیل به سیگنال الکتریکی می‌شود که در واحدهای فشار کالیبره شده است.

الکترومغناطیسی

این سنسور فشار دارای دو سیم پیچ در ساختار خود می‌باشد که با یک هسته مغناطیسی کوپل شده‌اند. وقتی که فشار وارده ، دیافراگم را به حرکت وادارد ، منجر به جا به جایی هسته میشود.

پیزو الکتریک

سنسور فشار

اثر پیزو الکتریک در مواد معین همچون کوارتز کاربرد دارد تا کشش منشا شده از فشار را اندازه گیری کند. از این محصول برای اندازه گیری فشار های متغیر استفاده میکنند. برخی از کریستال ها که به پیزو الکتریک شهرت دارند ، به هنگام تغییر شکل مکانیکی ، سیگنال الکتریکی تولید میکنند ، بدین شکل که سطح ولتاژ تولید شده ، با میزان تغییر شکل ارتباط دارد.
در ادامه کریستال را به دیافراگمی فلزی وصل میکنند. از یک طرف دیافراگم با سیال فرایند در تماس است و از طرف دیگر به شکلی مکانیکی به کریستال وصل است. سیگنال ولتاژ خروجی کریستال دامنه کوچک و محدودی دارد ، در نتیجه احتیاج به یک تقویت کننده با امپدانس ورودی بالا دارد. از آنجا که نمیخواهیم سیگنالی را هدر دهیم ، تقویت کننده را در کنار سنسور نصب میکنیم . کریستال تا دمای ۴۰۰ فارنهایت را تحمل می‌کند.

نوری

این محصولت با استفاده از تغییر فیزیکی فیبر نوری در اندازه گیری کشش ناشی از فشار وارد شده، آن را می سنجند. از این محصول در شرایط و موقعیت هایی که دارای چالش هستند استفاده میشود. عمده کاربردش در شرایطی است که دسترسی در آنها محدودند یا دمای آن محیط بسیار بالا میباشد و یا در محیط هایی که دارای تداخلات الکترومغناطیسی میباشد و اندازه گیری از راه دور امکان پذیر نیست.

پتانسیومتری

از حرکت جاروبک در طی مکانیزم مقاومتی در جهت اندازه گیری کشش نشات گرفته از فشار وارد شده استفاده میکند. در دیگر انواع این محصولات ، از خواص دیگر (مانند چگالی) برای اندازه گیری فشار گاز یا مایع استفاده می‌کنند.

رزونانس

زمانی که فشار وارد میشود ، باعث می شود که چگالی گاز تغییر کند ، این امر باعث می شود که در فرکانس رزونانس تغییر ایجاد شود. برای استفاده از این محصول معمولا از ابزار های جمع کننده نیرو استفاده میکنند که در بالا به آن پرداختیم. از طرف دیگر ، زمانی که عنصر رزونانس را به شکل مستقیم در کنار ماده قرار دهیم ، فرکانس نوسان ، وابسته به چگالی ماده می شود. در آخر باید گفت که مهمترین نکته این محصولات ، خروجی پایدار آنها میباشد.

دما

با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر می‌کند و به دنبال آن، گذردهی گرمایی آن تغییر می‌کند. نمونه رایج این سنسورها، گیج‌های پیرانی هستند.

یونیزاسیون

چناچه به گاز فشار وارد کنیم چگالی آن تغییر خواهد کرد که این امر خود موجب تغییر جریان یون های موجود در آن می باشد. . برای مثال میتوان به گیج‌های کاتد سرد و کاتد گرم اشاره کرد.

دیگر : راه‌های دیگر نیز برای استنتاج فشار از طریق چگالی وجود دارد. (سرعت صوت، جرم، ضریب شکست)

کاربرد سنسور فشار

کاربرد این محصولات در عرصه های متفاوت میباشد که برخی از آنها در پایین اشاره میکنیم :

اندازه گیری فشار

در تجهیزات هواشناسی ، هواپیماها ، ماشین ها و دیگر وسایلی که فشار ممکن است نقش مهمی را ایفا کند ، سنسورهای فشار اندازه گیری آن را بر عهده دارند.

اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا

در هواپیماها ، ماهواره ها و یا حتی بالن های هواشناسی ، برای تخمین ارتفاع از سطح دریا کاربرد دارند. در واقع در این وسایل ، با تغییر فشار ، میزان ارتفاع از سطح دریا اندازه گیری میشود.

اندازه گیری جریان

به خاطر وجود اثر ونتوری و ارتباطی که با فشار دارد ، میتوان جریان را اندازه گیری کرد. اختلاف فشار میان دو طرف یک تیوب نتوری (با قطرهای دهانه مختلف) اندازه‌گیری می‌شود. این اختلاف فشار، با سرعت جریان گذرنده از تیوب ارتباط مستقیم دارد. از آنجا که این اختلاف فشار نسبتاً کوچک است از سنسور فشار با بازه کم استفاده می‌شود.

اندازه‌ گیری ارتفاع یا عمق

سنسور فشار حتی میزان ارتفاع مایعات را هم به ما نشان میدهد . معمولاً از این تکنیک برای اندازه‌گیری مکان جسم غوطه ور در آب (مانند غواص‌ها، زیر دریایی‌ها) و یا ارتفاع سطح مایع درون یک مخزن (مانند مایع داخل برج آب) استفاده می‌شود.

آزمایش نشتی

می‌توان با اندازه‌گیری افت فشار، نشتی سیستم را به دست آورد.