سنسور فشار چهگونه ساخته می شود؟
بیایید نگاهی سریع به طراحی و همت یک سنسور فشار بیندازیم. سنسور فشار از محل کانکشن فشار در نقطه اندازه گیری پیچ میگردد. عنصر حسگر فشار، فشار موجود را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. تجهیزات الکترونیکی نصیب پایینی، این سیگنال را تقویت و استاندارد می کند. و یک بدنه مناسب آن را در ازای تاثیرات محیطی حفظ می کند.
سنسور فشار
سیگنال استاندارد شده از طریق اتصال الکتریکی برای نظارت سیگنال منتقل می شود. فعلا میبینیم که چگونه اجزا جدا در قسمت تولید مونتاژ میگردند. درمرحله اول، کانکشن فشار به عنصر سنسور فشار جوش داده میگردد. درکاربرد اندازه گیری فشار، سنسور فشار از طریق کانکشن فشار به نقطه اندازه گیری پیچ می گردد. عنصر حسگر، فشار جانور را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
آنگاه پی سی بی نصب میشود، این تجهیزات الکترونیکی سیگنال سنسور را تقویت و استاندارد می کنند. اینک، تنها اتصال الکتریکی مایحتاج بین سنسور و پی سی بی نیاز است. این مجموعه اسمبل شده پیش تنش کاری (اتوفرتاژ) میگردد. برای باور از ثبات فشار زمانبر زمان، فشار بیش از محدوده فشار بیش تر از حد بدین سنسور فشار وارد میشود.
پرشین ابزار دقیق
درمرحله بعدی بدنه نصب میگردد. بدنه از تجهیزات الکترونیکی در عوض تاثیرات مکانیکی و محیطی مراقبت می کند. برای بهبود خوانش و دوام برچسب مال، سنسورهای فشار با لیزر برچسب گذاری میشوند. این فعالیت در یک مرحله با جوشکاری بدنه جاری ساختن می شود. بعد از آن کانکشن الکتریکی نصب می شود. از آن برای انتقال سیگنال استاندارد، برای به حساب آوردن سیگنال در دستگاه ها به کار گیری می گردد.
در هنگام تنظیم فشار، همزمان، یک آزمایش ولتاژ بالا، برای استیناف تلاش، ایفا می شود. تجهیز تشکیلشده یار با لوازم جانبی بسته بندی میشود. اوراق و مدارک تجهیز، مانند دستور کار عملکرد و گزارش آزمایش کالیبراسیون، ضمیمه می شود. سرنوشت برچسب بسته بندی چسبانده می شود، سنسور فشار فعلا برای ارسال آماده میباشد.
انواع سنسور فشار
هنگامی قصد داریم یک سنسور فشار انتخاب کنیم لازم می باشد با سه نوع فشار که هر مورد به طراحی های گوناگون سنسور مرتبط می شوند آشنا باشیم. اکثر حسگرهای فشار، تغییرو تحول شکل دیافراگم که تحت تاثیر فشار ایفا شده روی آن صورت گرفته میباشد را مورد سنجش قرار میدهند، و این امری میباشد که درک کردن آن بسیار اصلی می باشد.
از آنجایی که دیافراگم دو سمت (پهلو) داراست، فشار دیگری، روی سمت دیگر آن نیز اجرا میشود. تغییر شکل (انحراف) اندازه گیری شده بهره تفاوت فشار بین دو سمت گوناگون دیافراگم میباشد.
سنسور های فشار مبنی بر «فشار مرجع» به سه تیم تقسیم میشوند که می بایست در حیث گرفته شود:
۱- فشار مطلق (Absolute pressure):
در حسگر فشار ابسولوت (مطلق) سمت دوم دیافراگم در خلاء قرار می گیرد و تغییر تحول شکل آن دقیقاً به فشار اندازه گیری شده مرتبط میشود.
۲- فشار نسبی (Relative pressure):
در حسگر فشار نسبی سمت دوم دیافراگم زیر فشار اتمسفر قرار می گیرد، براین اساس تغییرو تحول شکل آن به تفاوت بین فشار اندازه گیری شده و فشار اتمسفر (فضا) مرتبط میشود.
۳- فشار تفاضلی (Differential pressure):
در فشار حسگر فشار تفاضلی برای هر سمت دیافراگم دو ورودی مجزا وجود داراست. پس تغییر تحول شکل آن مربوط به تفاوت فشار در میان این دو ورودی میگردد.
بیشتر بخوانید :آشنایی با سنسور فشار مطلق، سنسور فشار سرگردان، سنسور فشار تفاضلی
دست اندرکاران موءثر بر عملکرد سنسور فشار پایین
کاربرد و انتخاب سنسور فشار مطلق
تفاوت در بین حسگر فشار مطلق و حسگر فشار نسبی در این می باشد که حسگر فشار مطلق، فشار را نسبت به فشار مرجع که خلاء میباشد می سنجد در حالی که حسگر فشار نسبی، فشار را نسبت به فشار اتمسفر می سنجد، به عبارت دیگر تفاوت در میان فشار مراحل و فشار اتمسفر را اندازه گیری می کند.
هنگام انتخاب حسگر اولی ملاک باید نقطه مرجع شما باشد: اینکه آیا مایل میباشید فشار مقایسه شده با فشار اتمسفر را بدانید یا خیر؟
حسگر فشار مطلق تنها سنسوری است که قدرتمند به سنجش فشار اتمسفر میباشد پس می اقتدار از آن برای سنجش فشار بارومتریک استفاده کرد.
برای مثال کاربردهای آن ها مشتمل بر سنجش ارتفاع براساس تغییر تحول فشار اتمسفر به هنگام تغییرو تحول ارتفاع میباشد.
فشار اتمسفر با توجه به تغییرات آب و هوایی قادر است تا حدود ۳۰ میلی بار (۳۰ mbar) متغیر باشد و در شرایطی که ارتفاع حسگرتغییر کند (متغیر میان سطح دریا و ارتفاع ۲۰۰۰ متر)، قادر است تا حدود ۲۰۰ میلی بار (۲۰۰mbar) نیز متغیر باشد. براین اساس یک سنسور فشار نسبی ممکن می باشد با دقت به تغییرات فشار اتمسفر، برای یک واحد سنجش فشار معین ، دچار خطای اندازه گیری شود و فشار های متفاوتی را اندازه گیری کند. برای فشارهای بالا این اشتباه قابل چشم پوشی هست، ولی برای فشارهای زیر چشمگیر میباشد. بنابراین در این زمینه خوب میباشد ازحسگر فشار مطلق استعمال شود.
کاربرد و انتخاب سنسور فشار نسبی (گیج)
تفاوت میان حسگر فشار مطلق و حسگر فشار نسبی را فراموش نکنید. حسگر فشار مطلق، فشار را نسبت به فشار مرجع خلاء می سنجد و حسگر فشار نسبی نسبت به فشار اتمسفر. در واقع سنسور های فشار نسبی تفاوت میان فشار مراحل و فشار اتمسفر را می سنجند.
هنگام انتخاب سنسور، اولین ملاک بایستی نقطه مرجع شما باشد: اینکه آیا مایل هستید تفاوت فشار پروسه با فشار اتمسفر را بدانید یا خیر؟ حسگر فشار نسبی وقتی کاربرد دارد که بخواهید تاثیر فشار اتمسفر بر روی سنجش را حذف نمائید.
مثلا وقتی از حسگر فشار برای اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک (Hydrostatic) مایعات (برای اندازه گیری سطح مایعات) به کار گیری میگردد، با تمرکز به اینکه سطح مایع داخل مخزن نیز درمعرض فشار اتسمفر می باشد، حسگر فشار نسبی صرفا اجازه سنجش فشار هیدرواستاتیک را میدهد و تاثیر متغیرها بر فشار جوی را حذف می کند.
بیشتر بخوانید : سنسور دنده عقب و هرآنچه راجب آن می بایست بدانید.
بیشتر بخوانید : میکرو سنسور چیست؟تلاش آن چگونه هست؟
بیشتر بخوانید : تابلو برق (تفحص تخصصی)
کاربرد و تعیین سنسور فشار تفاضلی
سنسور فشار تفاضلی دارای دو پورت فشار ورودی میباشد که هنگامی مایل به دانستن تفاوت فشار در میان دو نقطه باشیم مورد استفاده قرار میگیرد. به عنوان مثال می اقتدار برای کاربردهایی از آن بهره گرفت که با استفاده از افت فشار، فلو به حساب آوردن میشود.
کدام تکنولوژی سنسور فشار را می بایست تعیین کنیم؟
تعیین پنل پیسی مناسب
هنگامی که نوع فشاری که باید اندازه گیری نمایید را معلوم کردید می توان روی تکنولوژی حسگر تمرکز کرد.
سنسور فشار پیزومقاومتی
در حسگر فشار پیزومقاومتی (Piezoresistive pressure sensor)، فشار باعث ایفا نیرویی بر روی عنصر حسگر شده و منجر به تغییر تحول در مقاومت آن میگردد. سنسورهای فشار پیزومقاومتی حساسیت بالایی دارند، مستحکم میباشند و همچنین مقاومت حرارتی بالایی دارا هستند. ولی سیگنال خروجی آنها ضعیف است.
سنسور فشار پیزوالکتریکی
در حسگر فشار پیزو الکتریکی (Piezoelectric pressure sensor)، فشار باعث اعمال نیرو بر عنصر حسگری که از مواد پیزو الکتریک ساخته شده میگردد و از این رو سبب ساز به تشکیل داد ولتاژ در این عنصر می گردد. این سنسور ها میتوانند دامنه ی بسیار بزرگ ای از سنجش و نیز مقاومت حرارتی بسیار خیر داشته باشند. با این درحال حاضر سیگنال خروجی آنان ضعیف هست و در مقایسه با سنسورهای پیزو مقاومتی از دقت و صحت کمتری برخوردار میباشند.
سنسور فشار خازنی
در حسگر فشار خازنی (Capacitive pressure sensor)، دیافراگم یک کدام از صفحه های خازن میباشد. دیافراگم ذیل فشار تغیر شرایط می دهد و ظرفیت الکتریکی خازن را تغییر می دهد. این سنسورها سطح توجه و حساسیت بالایی ارائه میدهند و میتوانند فشارهای تحت را در محدوده mbar اندازه گیری کنند. با این هم اکنون این سنسورها هنگام قرار فراهم کردن در معرض لرزش بهتر کار نمی کنند به دلیل اینکه لرزش، اندازه گیری و سنجش آنها را متزلزل و ناپایدار می کند.