درک سنسورهای فشار

سنسورهای فشار دستگاه هایی هستند که فشار را تشخیص می دهند و نقش مهمی در کاربردهای غیرنظامی و صنعتی دارند.از جمله تعاریف آنها، اصول کار، انواع فشار و کاربردهای

سنسور فشار چيست؟

سنسور فشار ابزاری است که سیگنال های فشار را حس می کند و آنها را با توجه به قوانین خاص به سیگنال های الکتریکی مفید تبدیل می کند.معمولاً شامل یک عنصر حساس به فشار و یک مدار پردازش سیگنال استسنسورهای فشار را می توان بر اساس نوع فشار اندازه گیری شده طبقه بندی کرد، از جمله:

• سنسورهای فشار سنج
• سنسورهای فشار دیفرانسیل
• سنسورهای فشار مطلق

سنسورهای فشار به طور گسترده ای در محیط های مختلف اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند، مانند:

• منابع آب و برق آبی
• حمل و نقل راه آهن
• ساختمان های هوشمند
• کنترل تولید
• کاربردهای هوافضا و نظامی
• صنایع پتروشیمی
• تولید برق
• کاربردهای دریایی
• ماشین آلات ابزار و لوله کشی

سنسور فشار چگونه کار می کند؟

سنسورهای فشار فشار فشار خارجی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند. اصل کار آنها شامل تغییرات در اجزای حساس داخلی (مانند پیزورسیستیو، ظرفیت،یا عناصر محرک) هنگامی که تحت فشار خارجی قرار می گیرند. این منجر به تغییرات در مقاومت، ظرفیت، یا جلب و جذب، تولید یک خروجی سیگنال الکتریکی مربوطه می شود.

انواع سنسورهای فشار

1. سنسور فشار پیزورسیستیو

   • از اثر پیزورستیو برای اندازه گیری فشار استفاده می کند. هنگامی که فشار خارجی اعمال می شود، شکل اجزای داخلی تغییر می کند، مقاومت را تغییر می دهد. با اندازه گیری این تغییر مقاومت،فشار خارجی می تواند تعیین شود.

2. سنسور فشار ظرفیت

   • اندازه گیری فشار از طریق تغییرات در ظرفیت. به طور معمول شامل دو الکترود فلزی و یک محیط متغیر است. هنگامی که فشار اعمال می شود، ظرفیت تغییر می کند،که امکان اندازه گیری فشار را دارد.

3. حسگر فشار پیزو الکتریکی

   • از اثر پیزو الکتریکی استفاده می کند، که در آن کریستال های خاصی تحت فشار مکانیکی جداسازی بار را تولید می کنند. این سنسور شامل کریستال های پیزو الکتریکی و الکترودها است؛ هنگامی که فشار اعمال می شود،تغییر بار را می توان برای تعیین فشار اندازه گیری کرد.

به طور خلاصه، سنسورهای فشار با نظارت بر تغییرات در اجزای حساس ناشی از فشار خارجی کار می کنند و این تغییرات را به سیگنال های الکتریکی برای اندازه گیری فشار تبدیل می کنند.

انواع فشار اندازه گیری شده

سنسورهای فشار می توانند چهار نوع اصلی فشار را اندازه گیری کنند:

• فشار مطلق:نسبت به خلاء کامل اندازه گیری می شود (مولکول های گاز صفر).

• فشار اندازه گیری:در رابطه با فشار جو اندازه گیری می شود. یک مقدار مثبت نشان دهنده فشار بالاتر از سطوح جو است، در حالی که یک مقدار منفی نشان دهنده فشار زیر آن است.

• فشار اندازه گیری مهر و موم شده:فشار درون یک سیستم بسته نسبت به فشار جوی خارجی را اندازه گیری می کند. همچنین می تواند مثبت یا منفی باشد بر اساس فشار داخلی در مقایسه با اتمسفر خارجی.

• فشار فرقی:تفاوت بین دو مقدار فشار (p1 و p2)

کاربرد سنسورهای فشار

سنسورهای فشار به طور گسترده ای در زندگی روزمره و تولید صنعتی استفاده می شوند، از جمله:

• اتوماسیون صنعتی:نظارت و کنترل فشار مایعات و گاز در تجهیزات صنعتی برای اطمینان از ثبات و ایمنی در طول تولید.

• صنعت خودرو:نظارت بر تغییرات فشار در موتورها، سیستم های ترمز و لاستیک ها برای افزایش عملکرد و ایمنی.

• مراقبت های پزشکی:نظارت بر فشار فیزیولوژیکی مانند فشار خون و ضربان تنفسی برای کمک به تشخیص و نظارت بر درمان.

• نظارت بر محیط زیست:اندازه گيري فشار جوي، عمق اقيانوس و سطوح زيرزميني

• هوافضا:ردیابی تغییرات فشار هوا در هواپیماها و موشک ها برای اطمینان از ایمنی پرواز و ثبات عملکرد.

• پروژه های حفاظت از آب:نظارت بر فشار و سطح آب برای مدیریت منابع و کنترل سیل