سنسور فشار دستگاهی است که به اندازه‌ گیری فشار گاز یا مایع می‌ پردازد و معمولاً فشار را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌ کند. این سنسور ها می‌ توانند انواع مختلفی از جمله سنسور های دیافراگمی، ترانسمیتر فشار و سنسور های فشار مطلق باشند. فشار به عنوان نیروی لازم برای جلوگیری از پخش شدن مایع و معمولاً به صورت نیروی اعمالی بر سطح تعریف می‌ شود.

در ادامه این مقاله بیشتر سنسور های فشار را مورد نجزیه و تحلیل قرار خواهیم داد. در شهر پنوماتیک بمانید!

 

سنسور فشار

سنسور فشار یک وسیله اندازه گیری فشار است که پارامتر مکانیکی فشار را به یک سیگنال خروجی الکتریکی تبدیل می کند. در سنسور فشار ولتاژ یا جریان خروجی متناسب با فشاری است که به آن وارد می شود. معمولا اصطلاح سنسور به المان فیزیکی که فشار را تشخیص می دهد، اشاره می کند. سنسور های فشار نصب شده روی برد به صورت پکیجی موجود هستند اما لازم است شرکت سازنده و مهندس طراح کالیبراسیون، جبران ساز دمایی و تقویت کننده مناسب را به طور جداگانه در نظر بگیرد. گاهی پیش می آید که از واژه سنسور به اشتباه به جای واژه ترانسمیتر و ترانسدیوسر نیز استفاده می کنند که در ادامه مقاله به تفاوت بین آن ها می پردازیم.

با شهر پنوماتیک همراه باشید تا مبحث سنسور های فشار را به طور کامل بررسی کنیم.

 

جهت مشاهده همه سنسور های فشار کلیک کنید.

تعریف فشار

در سیستم SI فشار به این صورت تعریف می شود : “فشار عبارت است از حاصل تقسیم نیرو بر سطح در صورتی که به اندازه یک نیوتون فشاری بر سطحی به اندازه یک متر مربع وارد شود. این یعنی فشاری برابر با یک نیوتون بر متر مربع بر سطح اعمال شده است.”

تمامی انواع سنسور های فشار دارای یک مکانیزم هستند که متناسب با نیروی اعمالی واکنش نشان می دهند.

 

تعریف فشار از لحاظ آکادمیک

فشار یک کمیت نرده ای است و به صورت نیرو بر واحد سطح تعریف می شود. یکای فشار در دستگاه بین المللی (SI) پاسکال می باشد. یک پاسکال برابر با یک نیوتون بر متر مربع است. فشار گیج فشاری است که در فشار سنج ها نشان داده می شود و مقدار آن همان فشار محیط است که اندازه گیری می شود.

 

جهت خرید ترانسمیتر فشار ویکا کلیک کنید.

 

نحوه عملکرد سنسور های فشار

سنسور فشار ممکن است به صورت سوئیچ فشار و یا به صورت ترانسمیتر فشار باشد که به منظور کنترل و نظارت در برنامه های مختلفی به کار گرفته می شود. برای اندازه گیری مستقیم فشار می توان از این سنسور ها استفاده کرد و در کنار آن متغیر های دیگری مانند سرعت سیال، شدت جریان مایع یا گاز، سطح سیال و ارتفاع آن را به طور غیر مستقیم اندازه گیری کرد. به همین علت است که سنسور های فشار با عناوین دیگری مانند ترانسمیتر فشار، مانومتر فشار و … معرفی می شوند.

سنسور های فشار از نظر تکنولوژی، طراحی، عملکرد و مناسب بودن برای بعضی کاربرد های خاص و همچنین از نظر هزینه با مدل های متفاوتی در بازار موجود می باشند. بیش از 50 فناوری مختلف در زمینه تولید این سنسور ها به کار گرفته شده و حداقل 300 شرکت در سراسر جهان در زمینه تولید حسگر های فشار فعالیت می کنند.

این آمار نشان دهنده این است که کاربرد سنسور های فشار بسیار بیشتر از حد تصور است و می توان آن را به عنوان یک ابزار بسیار مهم و حیاتی در زمینه های مختلف صنعت و پالایشگاه معرفی کرد.

 

سوئیچ فشار

سوئیچ فشار برخلاف ترانسدیوسر ها و ترانسمیتر ها، فشاری را که متناسب با تمامی تغییرات فشار سیگنال های الکتریکی است را، تولید می کند. این سوئیچ تجهیزی است که می تواند تغییرات فشار در سیالات را تشخیص دهد. همچنین دارای یک سوئیچ الکتریکی می باشد که می تواند در یک فشار معین، یک کنتاکت الکتریکی را باز و یا بسته نماید و به محض اینکه فشار سیال از نقطه تنظیم بیشتر و یا کم تر شود، سوئیچ تحریک شده موقعیت ها، کنتاکت را از حالت باز به حالت بسته و یا بالعکس تغییر می دهد.

هم چنین قابل توجه است که نقطه تنظیم می تواند به صورت ثابت و یا قابل تنظیم باشد.

جهت مطالعه مقاله سوئیچ فشار (پرشر سوئیچ) کلیک کنید.

 

گیج فشار چیست؟

ابزاری برای اندازه گیری و نمایش فشار سیالات می باشد. به طور کلی گیج های فشار به دو دسته زیر تقسیم می شوند :

•  آنالوگ
•  دیجیتال

گیج فشار آنالوگ

اغلب به این نوع، گیج فشار عقربه ای یا گیج فشار مکانیکی هم گفته می شود چرا که از یک عقربه ی متحرک برای نمایش دادن میزان فشار ورودی بر روی یک صفحه نمایش مدرج شده استفاده می کند. این نوع گیج ها تقریبا همه جا یافت می شوند، زیرا گزینه ای دقیق و ارزان قیمت هستند که به تغذیه و تعمیر احتیاجی ندارند.

گیج های فشار دیجیتال

این نوع از گیج های فشار از سنسور ها و ریز پردازنده های پیشرفته ای برای نمایش دقیق فشار بر روی یک نمایشگر دیجیتال استفاده می کنند. اگر چه این نوع از گیج های دیجیتال گران تر از گیج های آنالوگ هستند اما ویژگی های بسیار پر کاربردی دارند که آن ها را برای کاربرد های متفاوت مناسب می سازد.

 

 

انواع فشار قابل اندازه گیری

سنسور های فشار بر اساس فشار های قابل اندازه گیری مرجع به سه دسته زیر تقسیم می شوند :

• گیج
• مطلق
• اختلافی

گیج :

فشار گیج به فشاری گفته می‌ شود که یک سیال (مانند مایع یا گاز) نسبت به فشار اتمسفر (فشار هوای اطراف) به یک سطح وارد می‌ کند. به عبارت دیگر، فشار گیج مقدار فشار موجود در یک سیستم را نسبت به فشار مرجع (فشار اتمسفر) اندازه‌ گیری می‌ کند. این فشار می تواند برای فشار های بالاتر از فشار اتمسفری، مثبت و برای فشار های پایین تر از فشار اتمسفری منفی باشد. سنسور فشارسنج گیج دارای دو پورت است و سنسور به عنوان یک واسطه مابین فشار مرجع و فشار مطلوب قرار می گیرد. می توان از کاربرد های معمول این سنسور فشار، اندازه گیری سطح مایعات در مخزن های دریچه دار با استفاده از اختلاف فشار هیدرواستاتیک و فشار اتمسفری محیط را نام برد.

 

مطلق :

این نوع سنسور ها، اندازه گیری را نسبت به صفر (خلا) انجام می دهند. این نوع سنسور های فشار دارای یک پورت برای ورود و اعمال فشار بر روی عنصر اندازه گیری فشار هستند و یک تغییر مثبت روی خروجی با دامنه ی مناسب با فشار اعمالی تولید می کنند. همچنین از این روش برای کاربرد هایی که در آن ها فشار اتمسفری اندازه گیری می شود (به عنوان مثال برای تعیین ارتفاع) استفاده می کنیم.

این نوع سنسور فشار، همچنین در تجهیزاتی که در ارتفاعات مختلف مورد استفاده قرار می گیرند، مفید خواهد بود. از آنجا که فشار اتمسفری با ارتفاع تغییر می کند، فشارسنج گیج مقدار دقیقی را ارائه نمی دهد. از کاربرد های سنسور فشار مطلق، می توان به سیستم های پایش فشار تایر ماشین، به منظور بهینه سازی عملکرد آن نیز اشاره کرد.

 

 اختلافی :

این نوع سنسور ها طرز کار مشابهی با سنسور های گیج دارند و مقدار اختلاف فشار بین دو نفطه را اندازه گیری می کنند. اما در این مورد نقطه مرجع یکی از نقاط در خود سیستم می باشد که این نقطه توسط طراح سیستم مشخص می شود. تغییر در مقدار خروجی، بسته به اینکه فشار نقطه مورد نظر نسبت به مرجع بزرگ تر یا کوچک تر باشد مثبت و یا منفی خواهد بود. قابل ذکر است که دامنه مقدار خروجی متناسب با مقدار اختلاف فشار بین دو نقطه برابر است.

به عنوان مثال گاهی سنسور های فشار اختلافی به منظور آشکارسازی اختلاف فشار در طرفین یک دستگاه به کار می روند. از این سنسور ها معمولا برای پایش جریان هوا در تجهیزات تهویه مطبوع هوا و یا HVAC استفاده می شود.

 

 

 

ساختار سنسور فشار

ساختار سنسور های فشار را تا حدی اصول عملکرد آن ها (مطلق، گیج، اختلافی) تعیین می کند. یک سنسور فشار مطلق ممکن است به گونه ای طراحی شود که بسته به موقعیت نصب (روی برد یک مدار یا تابلو) به فشار اعمال شده از طرف بالا یا پایین پاسخ دهد. به عنوان مثال ساخت یک پورت به منظور ورود فشار از سمت بالا امکان دارد سنسور را در معرض خطراتی مانند صدمات فیزیکی و یا آلودگی توسط رطوبت و غبار قرار دهد. برای غلبه به این مشکل، سنسوری با ورودی از سمت پایین انتخاب می شود.

قابل ذکر است که سنسور گیج طوری طراحی می شود که همزمان فشار اتمسفری به یک سمت و فشار مورد اندازه گیری به طرف دیگر آن قابل اعمال باشد. به طور مشابه یک سنسور اختلافی دارای دو پورت خواهد بود که از طریق آن ها هرکدام از فشار های مورد اندازه گیری با المان اندازه گیری در تماس هستند.

به طور کلی هر سنسور فشار شامل اجزای اصلی زیر است :

1. دیافراگم : یک عنصر حسگر که تحت فشار تغییر شکل می‌ دهد و تغییرات فشار را حس می‌ کند.
2. الکترونیک : مدارات الکتریکی که سیگنال الکتریکی تولید شده توسط دیافراگم را تقویت و پردازش می‌ کنند.
3. محل سنجش : جایی که سنسور فشار به سیستم متصل می‌ شود، معمولاً شامل ارتباط با مایعات یا گازها است.

 

 

 

انواع حسگر فشار

به طور کلی سنسور های فشار را می توان از نظر دامنه فشار آن ها، شرایط عملیاتی و از همه مهم تر نوع فشار اندازه گیری شده در دسته بندی های متفاوتی قرار دارد. این سنسور ها با توجه به اهدافشان انواع مختلفی دارند. با این وجود امکان دارد فناوری استفاده شده در بعضی از مدل های آن یکسان باشد. به طور کلی سنسور های فشار را می توان در مدل های زیر قرار داد :

سنسور فشار مطلق :

این نوع از سنسور ها برای اندازه گیری فشار محیط نسبت به خلا استفاده می کنند. در این نوع از سنسور های فشار، سمت دوم دیافراگم، سنسور فشار مطلق در خلا قرار می گیرد. بنابراین تغییر شکل آن دقیقا به میزان فشار اندازه گیری شده مربوط است.

سنسور فشار نسبی :

این نوع از حسگرها، فشار کلی را نسبت به فشار اتمسفر اندازه گیری می کنند. دستگاه فشارسنج استفاده شده برای اندازه گیری فشار باد لاستیک خودرو نمونه ای از این دستگاه ها می باشد. وقتی که فشار اندازه گیری شده توسط این دستگاه ها صفر باشد، به معنای آن است که فشار آن با فشار محیط یکسان می باشد.

سنسور فشار خلا :

ممکن است اصطلاح سنسور فشار خلا برای برخی افراد گیج کننده باشد. در واقع این سنسور بیشتر برای اندازه گیری فشار های زیر فشار اتمسفر یا فشار منفی به کار گرفته می شود. تفاوت اصلی آن ها با سنسور های فشار مطلق در این است که به طور معمول برای فشار های کم و زیر صفر کاربرد دارند.

سنسور فشار تفاضلی :

این نوع از حسگرها تفاوت فشار در دو نقطه متفاوت را اندازه گیری می کنند که هرکدام از آن ها به یک طرف سنسور وصل می شوند. از این ابزار برای اندازه گیری فاکتور های مختلفی مانند افت فشار در فیلتر های روغن و فیلتر هوا و اندازه گیری سطح مایع و جریان استفاده می شود. از لحاظ فنی بیشتر سنسور های موجود در بازار از نوع فشار تفاضلی هستند. در واقع فشار را نسبت به فشار خلا یا نسبت به فشار محیط اندازه گیری می کنند.

 

 

آیا ترانسمیتر فشار با ترانسدیوسر فشار تفاوت دارد؟

قابل ذکر است که سنسور فشار یک واژه عمومی برای توصیف تجهیزات اندازه گیری فشار است اما بسته به طراحی مدار الکتریکی متناظر، امکان دارد این عنصر سنسور، ترانسدیوسر یا ترانسمیتر فشار باشد. المان اندازه گیری که وظیفه شناسایی و اندازه گیری تاثیرات فشار وارد شده را برعهده دارد، خروجی را تولید می کند که نمی تواند به طور مستقیم در یک مدار الکتریکی مورد استفاده قرار بگیرد.

پاسخ فیزیکی باید تبدیل به یک سیگنال الکتریکی شود و سپس یک مدار کاندیشنر یا حالت دهنده سیگنال مورد نیاز است تا سیگنالی قابل استفاده و مناسب به دست آید.

 

ترانسدیوسر فشار

ترانسدیوسر های فشار یک تجهیز الکترومکانیکی می باشند که مقادیر فشار را به یک سیگنال ولتاژی تبدیل می کنند که این ولتاژ خروجی می تواند از چند میلی ولت تا چند ولت باشد. این ترانسدیوسر های فشار هم مانند سنسور های فشار، ولتاژ خروجی را تولید می کنند که با تغییر فشار متناسب است. ترانسدیوسر یک المان اندازه گیری است که با مدار کاندیشنر برای جبران سازی نوسانات دمایی و احتمالا یک تقویت کننده به منظور انتقال سیگنال به بیرون از منبع ترکیب می شود که به دو دسته زیر تقسیم می شوند :

• با خروجی میلی ولت
• با خروجی ولتاژی

ترانسدیوسر با خروجی میلی ولت :

همان طور که از نام آن ها مشخص است، این ترانسدیوسرها دارای سیگنال خروجی میلی ولت می باشند و همچنین سیگنال خروجی آن ها، متناسب با منبع تغذیه می باشد. طراحی ساده مدار یک ترانسدیوسر با خروجی میلی ولت به کم هزینه شدن و کوچک تر شدن اندازه محفظه ی سنسور کمک می کند و به طراحان این امکان را می دهد تا مدار های رابط را متناسب با کاربرد های خاص خود طراحی کنند. با این وجود محدودیت های مختلفی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود؛ به دلیل آن که محدوده کامل خروجی به طور مستقیم متناسب با ولتاژ تحریک می باشد.

ولتاژ تحریک معمولا باید با استفاده از یک منبع تغذیه رگوله شده تولید شود. علاوه بر آن به دلیل دامنه کم خروجی، ترانسدیوسر های فشار با خروجی میلی ولت عموما برای استفاده در محیط های الکتریکی دارای نویز مناسب و کارا نمی باشند و به دلیل آن که ولتاژ خروجی در اثر وجود مقاومت در سیم های اتصال ضعیف می شود، این سیم ها باید با طول کوتاه انتخاب شوند. این بدان معناست که سنسور باید در فاصله نزدیک به ابزار نصب شود.

به طور معمول حداکثر فاصله کاربردی و مجاز حدود 3 تا 6 متر می باشد.

ترانسدیوسر با خروجی ولتاژی :

ترانسدیوسر های فشار با خروجی ولتاژی شامل تقویت کننده اضافی سیگنال به منظور افزایش ولتاژ خروجی پل به مقدار بزرگ تر مانند 5 یا 10 ولت می باشد. این نوع ترانسدیوسر ها به علت داشتن خروجی ولتاژی بزرگتر، حساسیت کم تری نسبت به نویز دارند و قابل استفاده در محیط های الکتریکی سخت تر می باشند.

همچنین می توان از سیم های اتصال طولانی تری هم استفاده کرد که به سنسور این امکان را می دهد تا در فاصله دورتری نسبت به پل نصب شود. ولتاژ تغذیه آن ها به طور معمول 8-28 VDC می باشد که این موضوع امکان استفاده از یک منبع رگوله نشده کم هزینه را فراهم می کند. به جز مواردی که خروجی ترانسدیوسر 0/5 الی 4/5 VDC می باشد؛ که در این صورت به یک منبع تغذیه رگوله شده 5 VDC احتیاج داریم.

مصرف جریان پایین تر به این معنا است که آن ها برای تجهیزاتی که با باطری کار می کنند هم مناسب هستند. ترانسدیوسر های با خروجی ولتاژ قدیمی LIVE ZERO ندارند، یعنی وقتی آن ها در فشار صفر قرار بدهیم، سیگنالی تولید نمی کنند. خطر این امر در آن است که سیستم نمی تواند فرق بین یک سنسور خراب بدون خروجی و سنسور فشار صفر را تشخیص دهد.

ترانسمیتر فشار

این نوع ترانسمیتر بسیار شبیه به ترانسدیوسر های فشار می باشد. ترانسمیتر های فشار مجموعه ی کامل شده ی ترانسدیوسر های فشار با کانکتور و محفظه کامل و آب بندی شده با خروجی استاندارد می باشند. معمولا جریان خروجی آن ها در محدوده 4 تا 20 میلی آمپر قرار دارد که یک مقدار صنعتی می باشد. قابل توجه است که در کاربرد های متحرک، ترانسمیتر می تواند منجر به کاهش شارژ باتری شود؛ به خصوص زمانی که به طور مداوم در انتهای گستره فشار خود مورد استفاده قرار بگیرد.

قابل ذکر است که این وسیله، تجهیز اندازه گیری فشاری است که دارای سیگنال خروجی جریانی می باشد. به بیان دیگر ترانسمیتر فشار، ولتاژ خروجی سنسور را به سیگنال الکتریکی جریان تبدیل می کند که به طور معمول برای اتصال به لوپ جریانی استاندارد 20-4 میلی آمپر طراحی شده و به طور گسترده در فرآیند های کنترلی صنعتی از آن ها استفاده می شود.

برخلاف ترانسدیوسر های ولتاژی، ترانسمیتر های فشار یک خروجی جریان با آمپدانس پایین دارند و به طور معمول برای انتقال سیگنال های 4 تا 20 میلی آمپر طراحی شده اند و خروجی آن ها ممکن است برای استفاده با لوپ جریانی 2 سیمه و یا 4 سیمه طراحی شود که از هر دو نوع آن به طور گسترده در صنعت استفاده می شود. ترانسمیتر های فشار 4 تا 20 میلی آمپر ایمنی نویز الکتریکی بسیار خوبی را فراهم می کنند که این موضوع آن ها را برای انتقال سیگنال به فواصل طولانی ایده آل می کند. ترانسمیترها می توانند به وسیله صنایع تغذیه رگوله نشده هم تغذیه شوند اما به طور معمول خروجی جریان برای تجهیزاتی که با باتری تغذیه می شوند، زمانی که با فشار کامل یعنی حداکثر فشار کاری خود عمل می کنند، مناسب نیستند.

 

 

تفاوت ترانسدیوسر ها و ترانسمیتر های فشار

ترانسدیوسر ها و ترانسمیتر های فشار دسته ای از سنسور های فشار هستند که به طور گسترده در تجهیزات صنعتی و برنامه های کنترلی یک فرایند از آن ها استفاده می شود و به طور معمول در مشخصات خروجی با هم تفاوت دارند. برای اینکه سنسور مناسب خود را برای یک کاربرد مشخص انتخاب کنیم، لازم است نقات قوت و ضعف آن ها را بشناسیم. در ادامه بیشتر تفاوت های آن ها را بررسی خواهیم کرد :

 

مزایای ترانسدیوسر های فشار با خروجی میلی ولت

• کم ترین هزینه را دارند.
• برای مکان هایی که اتصال بین سنسور و پل می تواند کوتاه باشد، بسیار مناسب هستند ( و از نظر نویز مشکلی وجود نداشته باشد).
• به منظور تغذیه پل به یک ولتاژ تحریک پایدار نیاز دارد (به بیان دیگر به یک منبع تغذیه رگوله شده نیاز دارد تا از بروز نوسانات ولتاژ تحریک که بر خروجی تاثیر می گذارد، جلوگیری کند).

مزایای ترانسدیوسر با خروجی ولتاژی

• حساسیت کم تری نسبت به نویز در مقایسه با ترانسدیوسر با خروجی میلی ولت دارد.
• فاصله اتصال طولانی تری نسبت به ترانسدیوسر با خروجی میلی ولت و فاصله اتصال کوتاه تر نسبت به ترانسمیتر فشار.
• توان مصرفی آن کم تر از ترانسمیتر فشار است.
• می تواند با ولتاژ تحریک پل رگوله نشده کار کند.
• توان مصرفی پایینی دارد.

از مزایای ترانسمیتر فشار

• در همه محیط های صنعتی که نیازمند سیگنال جریانی 4 تا 20 میلی آمپر می باشند، قابل استفاده است.
• فاصله ارتباطی طولانی (تا چند صد متر).
• حساسیت کم نسبت به نویز.
• توان مصرفی بالاتری از انواع ترانسدیوسر ها دارد.

اصول کاری سنسور فشار

سنسور های فشار براساس عکس العمل فیزیکی در مقابل فشار اعمالی کار می کنند. این سنسور ها تغییرات نسبی حاصل را به صورت الکتریکی اندازه گیری می کنند. تمامی این تغییرات متناسب با دامنه انحراف پس از اعمال فشار هستند.

 

دسته بندی سنسور های فشار بر اساس کاربرد هایشان

با توجه به کاربرد مورد نظر سنسور های فشار را می توان در دسته بندی های مختلفی جای داد. در ادامه با چند مورد از آن ها آشنا خواهیم شد :

سنسور فشار خازنی :

این نوع سنسور فشار دارای یک خازن است که یک صفحه صلب و یک دیافراگم انعطاف پذیر به عنوان الکترود دارد که مساحت این الکترود ها ثابت می باشد. درنهایت ظرفیت خازن، متناسب با فاصله بین الکترود ها تغییر می کند و فشاری که باید اندازه گیری شود به طرف دیافرگم انعطاف پذیر اعمال می شود. انحراف به وجود آمده موجب تغییر در ظرفیت خازن می شود که می توان آن را به وسیله یک مدار الکتریکی اندازه گیری کرد.

سنسور فشار استرین گیج :

در سنسور های فشار استرین گیج، فویل یا همان استرین گیج های سیلیکونی به صورت یک پل وتسون چیده شده اند. پل وتسون یک روش برای تبدیل تغییر مقاومت به تغییر ولتاژ می باشد. استرین گیج به یک نوع دیافراگم متصل شده که هنگام اعمال فشار منحرف می شود. این انحراف موجب تغییر در مقاومت استرین گیج خواهد شد. سپس سیگنال حاصل به وسیله ی مدار پل وتسون اندازه گیری، تقویت و پردازش می شود. حال خروجی مناسب نیز تولید می شود.

این سنسور فشار مقاومت بالایی داشته و می تواند فشار های بالا را همراه با تغییرات وسیع دمایی اندازه گیری کند.

سنسور فشار پیزورزیستیو :

این نوع از سنسور ها از کریستال های پیزوالکتریک که به یک پایه دی الکتریک متصل شده اند، تشکیل شده اند تا هیچ گونه نشت جریانی وجود نداشته باشد. کریستال مورد نظر به یک شفت افقی وابسته است که شفت مورد

نظر هم به یک دیافراگم متصل می باشد. هنگامی که دیافراگم فشاری را احساس کند، شفت به طرف پایین حرکت کرده و فشاری که به کریستال وارد شده، منجر به تولید ولتاژ می شود.

سنسور فشار ممز (MEMS) :

به طور معمول یک سنسور فشار پیزورزستیو یا خازنی مانند بیشتر تجهیزات یا ماژول های الکترونیکی به عنوان یک قطعه نسبتا بزرگ آماده به کار تصور می شوند اما همیشه این طور نیست. یک مکانیزم اندازه گیری فشار خازنی یا پیزو را می توان بر روی سیلیکون نیز پیاده سازی کرد که به آن ها سیستم های میکروالکترومکانیک یا MEMS می گویند. تجهیزات MEMS نه تنها سنسور های فشار بلکه سنسور حرکت و موقعیت و میکروفون های سیلیکونی را

شامل می شوند و بسیار پایدار و مقرون به صرفه هستند. همچنین در مواردی که فضا و هزینه محدود است کاربرد دارند؛ مانند تجهیزات اینترنت اشیا و موبایل ها.

نکات مهم در انتخاب سنسور فشار

از آنجایی که سنسور های فشار بسیار متنوع هستند و کاربرد های فراوانی دارند، لازم است تا مشخصات هر سنسور مورد بررسی قرار بگیرد تا به درستی مورد استفاده قرار گیرد. در ادامه به صورت خلاصه به این مشخصات می پردازیم :

• محدوده فشار
• دمای کاری
• ابعاد سنسور
• نوع سنسور فشار
• دقت اندازه گیری
• تکرار پذیری
• نوع خروجی
• پاسخ زمانی

محدودیت های سنسور فشار

با توجه به اینکه سنسور های فشار دارای محدودیت هایی هستند، نمی توان از آن ها در مناطق مختلف استفاده کرد. مواردی مانند دمای بالا، هیسترزیس، پاسخ زمانی بسیار بالا، حساسیت به ارتعاشات خارجی و … همگی محدودیت هایی هستند که امکان دارد در کاربرد مورد نظر وجود داشته باشد. همچنین باید توجه داشت که استفاده نادرست از این سنسور ها، باعث خراب شدن آن ها می شود.

به همین خاطر بررسی مداوم آن ها یکی از مواردی است که همواره باید به آن توجه داشت.

کاربرد سنسور های فشار

کاربرد سنسور های فشار هیچ حد و مرزی ندارد. به طور کلی از سنسور های فشار در صنایع، آزمایشگاه ها و اتاق های کنترل استفاده می شود. به عنوان مثال سنسور های فشار در موارد زیر کاربرد دارند :

• اندازه گیری فشار ورودی و خروجی سیستم
• افت فشار
• ارتفاع مایع در تانکرها
• صنایع غذایی و دارویی

خطا و رنج اندازه گیری سنسور فشار

قابل ذکر است که سنسور های فشار قابلیت اندازه گیری فشار از 0/002 بار تا 500 بار را دارند. محدوده خطای آن ها از 0/1 تا 0/25 درصد فول اسکیل می باشد.

 

 

مطالب مرتبط : پرشر سوئیچ  ، رگولاتور پنوماتیک ، شیر برقی