سنسور فشار چگونه کار میکند؟

“سنسورهای فشار” که به آنها “فرستنده فشار” نیز گفته می شود، برای اندازه گیری فشار گاز یا مایع استفاده می شود. واحد فشار در سیستم استاندارد SI پاسکال است. یک پاسکال معادل یک نیروی نیوتن در هر متر مربع است. فشار را می توان به عنوان نیرویی که بر یک سطح وارد می شود تعریف کرد. سنسورهای فشار برای کنترل و نظارت بر انواع مایعات و گازها استفاده می شود. سنسورهای فشار توانایی اندازه گیری غیر مستقیم متغیرهای مختلف را دارند.

به عنوان مثال، مواردی مانند سرعت جریان مایع/گاز، سرعت، سطح مایع و ارتفاع مخزن را می توان به عنوان ضرایب فشار بیان کرد. سنسورهای فشار از نظر فناوری، طراحی، عملکرد، دقت، خروجی، کاربرد و قیمت متفاوت هستند. به نوعی می توان گفت که بیش از 50 فناوری تولید و حداقل 300 شرکت تولیدی در سراسر جهان وجود دارد. همچنین گروهی از سنسورهای فشار برای اندازه گیری شرایط در حال تغییر سریع طراحی شده اند. برای مثال می توان از این نوع سنسور برای اندازه گیری فشار احتراق سیلندر موتور یا سیلندر گاز استفاده کرد. چنین حسگرهایی اغلب از مواد رسانای الکتریکی مانند کوارتز ساخته می شوند.

سنسور فشار چگونه کار می کند؟

یک سنسور فشار با تبدیل انرژی فشار به یک سیگنال الکتریکی کوچک که ارسال و نمایش داده می شود کار می کند. به دلیل این عملکرد، این سنسورها را سنسور فشار نیز می نامند. به طور کلی، دو سیگنال رایج مورد استفاده، سیگنال جریان بین 4 تا 20 میلی آمپر و سیگنال ولتاژ بین 0 تا 10 ولت هستند.

ساختار گیرنده های استرس چگونه است؟

معماری سنسور را می توان بر اساس اصل عملکرد آن (مطلق، فازی و دیفرانسیل) طبقه بندی کرد. سنسور فشار مطلق فشار را نسبت به خلاء اندازه گیری می کند. چنین حسگرهایی را می توان برای پاسخ به فشار اعمال شده از بالا یا پایین، بسته به محل نصب آنها (روی برد مدار یا پانل) طراحی کرد. همانطور که در مورد پورت های ورودی بالا، سنسورهای ورودی بالا می توانند در معرض خطراتی مانند آسیب فیزیکی یا آلودگی گرد و غبار و رطوبت قرار گیرند، بنابراین می توان از سنسورهای ورودی پایین استفاده کرد.

سنسورهای گیج معمولاً برای اندازه گیری همزمان فشار اتمسفر در یک طرف و فشار در طرف دیگر طراحی می شوند. این زمانی اتفاق می افتد که یک سنسور دیفرانسیل دارای دو پورت باشد که از طریق آن هر یک از فشارهای اندازه گیری شده با یک عنصر اندازه گیری تماس پیدا می کند. به عبارت دیگر، سنسور گیج فشار را نسبت به محیط و فشار محیط اندازه گیری می کند نه فشار مطلق. نمودار زیر ساختار سنسور متر و سنسور دیفرانسیل را با هم مقایسه می کند.

اصل عملکرد سنسور فشار چیست؟

اصل عملکرد یک سنسور فشار به پاسخ فیزیکی آن به فشار اعمال شده بستگی دارد. سنسورهای فشار تغییرات نسبی را به صورت الکتریکی اندازه گیری می کنند و از پدیده هایی مانند تغییر در خازن، تغییر در مقاومت گیج های فشار و عناصر پیزوالکتریک استفاده می کنند. همه این تغییرات ناشی از دامنه انحرافات پس از فشار است. برای اطلاع از قیمت سنسور فشار با ما تماس بگیرید.
سنسور فشار خازنی چگونه کار می کند؟

یک سنسور فشار خازنی از یک خازن، یک صفحه جامد و یک دیافراگم انعطاف پذیر به عنوان الکترود تشکیل شده است. مساحت این الکترودها ثابت است، بنابراین ظرفیت خازنی با فاصله بین الکترودها تغییر می کند. فشاری که باید اندازه گیری شود به یک دیافراگم انعطاف پذیر اعمال می شود. در نتیجه، انحراف حاصل باعث تغییر در ظرفیت خازنی می شود به طوری که می توان آن را توسط یک مدار الکتریکی اندازه گیری کرد.

سنسورهای فشار سنج چگونه کار می کنند؟

در سنسور کرنش سنج، از کاغذ یا سیلیکون سنج به شکل پل واتسون استفاده می شود. پل واتسون راهی برای تبدیل تغییر مقاومت به تغییر ولتاژ است. گیج رشته به دیافراگم متصل است که با اعمال فشار، دیافراگم تخلیه می شود. در نتیجه این انحراف، تغییر در مقاومت کرنش سنج ایجاد می شود. در نهایت مدار پل واتسون سیگنال حاصل را اندازه گیری، تقویت و پردازش می کند. نکته مهم در اینجا این است که در کاربردهای عملی تغییر مقاومت بسیار کم بوده و نویز و اغتشاش زیاد است، بنابراین برای حذف نویز به فیلتر الکترونیکی مخصوص نیاز است. به این ترتیب خروجی صحیح (جریان یا ولتاژ) تولید می شود. در شکل زیر نمودار سنسور فشار کرنش سنج نشان داده شده است.

سنسورهای فشار پیزورزیستیو چگونه کار می کنند؟

Piezoresistive همچنین می تواند به عنوان یک عنصر اندازه گیری در قالب یک پل استفاده شود. در یک سنسور فشار، عنصر اندازه گیری به عنوان یک پل به یک دیافراگم انعطاف پذیر متصل می شود، به طوری که مقاومت بسته به محدوده انحراف دیافراگم متفاوت است. در عین حال، خطی بودن سنسور به پایداری دیافراگم در طول اندازه گیری و همچنین به خطی بودن کرنش سنج و عنصر پیزورزیستیو بستگی دارد.

حسگرهای MEMS چگونه کار می کنند؟

با توجه به توضیحاتی که در مورد عملکرد سنسورهای فشار، پیزومقاومتی یا خازنی داده شد، می توان تصور کرد که مانند اکثر تجهیزات یا ماژول های الکترونیکی، این قطعات باید نسبتاً حجیم باشند. این درست است، برخلاف این تصور، یک مکانیسم اندازه‌گیری فشار خازنی یا پیزوالکتریک را می‌توان بر روی سیلیکون و در ابعاد میکرومتری کوچک پیاده‌سازی کرد که سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی یا (MEMS) نامیده می‌شوند. تجهیزات ممز علاوه بر سنسورهای فشار شامل سنسورهای حرکتی، سنسورهای موقعیت و میکروفون های سیلیکونی نیز می باشد. این دستگاه ها بسیار کوچک، پایدار و مقرون به صرفه هستند و در مواردی که فضا و هزینه محدود است مورد استفاده قرار می گیرند. این برنامه ها شامل تلفن های همراه و دستگاه های اینترنت اشیا (IOT) می شود.