سنسور فشار
سنسور فشار

سنسور فشار، سنسوری است که فشار اتمسفر، گاز یا مایعی که داخل آن می‌شود را به یک سیگنال الکتریکی (آنالوگ یا دیجیتال) تبدیل می‌کند. سه نوع سنسور فشار وجود دارد؛ گیج[۱]، مطلق و تفاضلی.

شکل ۱: فشار سنج

سنسور فشار گیج:

فشار گیج فشاری است که نسبت به فشار اتمسفر محیط اندازه‌گیری می‌شود. برای مقادیر بیشتر از فشار اتمسفر مثبت و برای فشارهای پایین منفی است. فشار محیط معمولا توسط سوراخی که در بسته‌بندی سنسور وجود دارد حس می‌شود. از این نوع سنسورها در تعیین سطح مایع یک تانکر تخلیه، استفاده می‌شود.

سنسور فشار مطلق:

سنسور فشار مطلق نسبت به خلا فشار را اندازه می‌گیرد. کاربرد این سنسورها در اندازه‌گیری فشار اتمسفر برای تعیین ارتفاع است. از آن‌جایی که فشار اتمسفر با تغییر ارتفاع از سطح دریا، تغییر می‌کند، سنسورهای گیج مقدار دقیقی را ارائه نخواهند داد. بنابراین سنسورهای فشار مطلق در مواردی که اختلاف ارتفاع به وجود می‌آید استفاده می‌شوند.

شکل ۳:سنسور فشار مطلق
 
سنسور فشار تفاضلی:

سنسورهای فشار تفاضلی، اختلاف فشار بین دو ورودی را اندازه‌ می‌گیرند. گاهی از سنسور فشار برای اندازه‌گیری اختلاف فشار اطراف یک جسم استفاده می‌شود. به عنوان مثال از سنسورهای فشار تفاضلی برای نظارت بر جریان هوای سیستم‌های تهویه استفاده می‌شود.

سنسورهای فشار انواع مختلفی دارند؛ گاهی به آن‌ها سنسور، گاهی مبدل[۲] و گاهی فرستنده[۳] می‌گویند. اگرچه این اصطلاحات به جای یکدیگر نیز به کار می‌رود، اما در مشخصات فنی با یکدیگر متفاوت هستند.

شکل ۲: سنسور فشار تفاضلی


سنسور فشار:

ولتاژ خروجی سنسورهای فشار با تغییر فشار، تغییر می‌کند. سنسورهای فشار بسته‌بندی شده برای مونتاژ روی برد، نیاز به کالیبراسیون، جبران سازی حرارتی و تقویت کننده دارند.

شکل ۴: سنسور فشار


مبدل فشار:

مبدل فشار همانند سنسور فشار، با تغییر فشار ولتاژ خروجی‌شان تغییر می‌کند. مبدل فشار ترکیب المان حسگری با مدارات مناسب برای جبران سازی حرارتی و تقویت سیگنال برای ارسال می‌باشد.

شکل ۵: مبدل فشار
فرستنده فشار:

فرستنده‌های فشار همانند مبدل‌های فشار هستند، با این تفاوت که جریان خرجی‌شان با تغییرات فشار تغییر می‌کند. در کاربردهای قابل حمل که از باتری استفاده می‌شود، فرستنده‌ها عمر باتری را محدود می‌کنند.

شکل ۶: فرستنده فشار
المان حسگری سنسورهای فشار چگونه کار می‌کند؟

متداول‌ترین تکنولوژی در استفاده از سنسورهای فشار، فشار سنج‌ها[۴] هستند. در این سنسورهای دیافراگمی به کار رفته است که در حضور فشار منحرف می‌شود. یک فشار سنج به این دیافراگم متصل است که مقاومت آن با تغییرات فشار تغییر می‌کند. با محاسبه تغییرات مقاومت، تغییرات فشار بدست می‌آید. تغییرات مقاومت معمولا توسط مداراتی همچون پل وتسون اندازه‌گیری می‌شود. علاوه بر این، سنسورهای فشار خازنی و پیزوالکتریک نیز وجود دارند. در سنسورهای فشار خازنی یک دیافراگم بر روی سطح فلزی توسط تکنولوژی MEMS، ساخته شده است. تغییرات فشار سبب تغییرات ظرفیت خازنی سنسور می‌شود. این حسگرها بسیار پایدار و خطی هستند اما نسبت به دمای بالا حساس هستند.

سنسورهای پیزوالکتریک از موادی تشکیل شده‌اند که زیر فشار (خمش) انرژی الکتریکی تولید می‌کنند. لازم به ذکر است که این سنسورها وقتی انرژی تولید می‌کنند که فشارشان تغییر کند. به همین خاطر برای اندازه‌گیری فشار دینامیک مناسب هستند. همچنین نسبت به شوک و لرزش حساس هستند.

[۱] Gauge

[۲] Transducer

[۳] Transmitter

[۴] Strain gauges

اشتراک گذاری:

یک دیدگاه بگذارید

آدرس ایمیل شما منتشر نمیشود.

پانزده + 15 =

0

بالا