سنسور فشار یکی از پر مصرف ترین سنسور های مورد استفاده در ابزار دقیق و اتوماسیون صنعتی است و بعد از دما یکی از پارامترهای مهم در پروسه های صنعتی فشار است. سنسور فشار برای اندازه گیری فشار، در گازها و مایعات مورد استفاده قرار می گیرد
سنسور فشار چیست؟
وسیله ای است که نیرو یا فشار وارده بر آن را اندازه گیری می کند. تغییرات فشار را تشخیص داده و آنها را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که می تواند برای اهداف مختلف استفاده شود.
سنسورهای فشار، برای اندازهگیری فشار در محیطهای مختلف استفاده میشوند. این سنسورها در انواع صنایع، از پزشکی تا صنعتی و اتوماسیون، کنترلهای مختلف و سیستمهای الکترونیکی به کار میروند. در ادامه، انواع مختلف سنسورهای فشار و اصول عملکرد آنها را توضیح میدهیم. سنسورهای فشار ابزارهای اساسی در کنترلهای صنعتی، سیستمهای الکترونیکی، و دستگاههای پزشکی میباشند. هر کدام از این انواع سنسورها ویژگیها و مزایای خاص خود را دارند و بر اساس نیازهای کاربردی مختلف، انتخاب میشوند. توسعه فناوری سنسورهای فشار به سرعت ادامه دارد و این امر منجر به بهبود کارایی و دقت این ابزارها میشود.
انواع سنسور فشار
سنسورهای فشار سنج کرنش:
نوعی سنسور فشار هستند که فشار را با تشخیص کرنش یا تغییر شکل یک ماده در هنگام تحت فشار قرار دادن آن اندازه گیری می کنند. این حسگرها معمولاً از یک ماده نازک و الاستیک تشکیل شده اند که یک فشار سنج به آن متصل است. هنگامی که فشار به سنسور وارد می شود، ماده تغییر شکل می دهد و باعث کشش یا فشرده شدن گیج می شود. این تغییر در کرنش، مقاومت الکتریکی کرنش سنج را تغییر میدهد، که میتواند اندازهگیری شده و به اندازهگیری فشار تبدیل شود.
سنسورهای فشار خازنی:
سنسورهای فشار خازنی بر اساس تغییرات خازن در یک ساختار خاص عمل میکنند. این سنسورها به وسیله تغییرات فشار، فاصله بین دو صفحه خازن ایجاد میشود. این تغییرات در خازن باعث تولید سیگنال خروجی میشود که متناسب با فشار محیط است. سنسورهای فشار خازنی دارای دقت بالا و مصرف انرژی پایینی هستند.
سنسورهای فشار پیزوالکتریک:
این حسگرها از موادی مانند کوارتز یا انواع خاصی از سرامیک ها استفاده می کنند که اثر پیزوالکتریک را نشان می دهند. این نوع سنسورها از اثر پیزوالکتریک استفاده میکنند. مواد پیزوالکتریک تحت تغییرات فشار مکانیکی، سیگنال الکتریکال تولید میکنند. سنسورهای فشار پیزوالکتریک دقیق، سریع و با پاسخهای فرکانس بالا عمل میکنند. این سنسورها برای اندازهگیری فشار در محدودههای وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار میگیرند.
سنسورهای فشار نوری:
این سنسورها از خواص نور برای اندازه گیری فشار استفاده می کنند. آنها می توانند از تکنیک هایی مانند فیبر نوری یا تغییر بازتاب نور یا شکست در یک عنصر حسگر استفاده کنند. به عنوان مثال، تغییرات در طول مسیر نوری یا ضریب شکست ناشی از فشار می تواند با مقادیر فشار مرتبط باشد.
حسگرهای فشار تشدید کننده (Resonant):
این حسگرها از عناصر تشدید کننده مانند کریستال های کوارتز یا تشدید کننده های سیلیکونی استفاده می کنند که در فرکانس های خاصی ارتعاش می کنند. هنگامی که فشار به سنسور وارد می شود، باعث تغییر در فرکانس یا دامنه تشدید کننده می شود. با اندازه گیری این تغییرات می توان فشار را تعیین کرد.
انواع سنسور فشار از نظر اندازه گیری:
- سنسور فشار قدر مطلق (Absolute Pressure Sensor):
این نوع سنسور فشار اندازهگیری فشار نسبت به فشار جوی را انجام میدهد. به عبارت دیگر، فشار نسبت به فشار جوی (صفر) را اندازهگیری میکند. این سنسورها در برنامههایی مانند ناوبری ماهوارهای، اتومبیلهای خودران و تجهیزاتی که به فشار مطلق نسبت به فشار جوی وابستهاند، مورد استفاده قرار میگیرند.
- سنسور فشار دینامیک (Dynamic Pressure Sensor)
این سنسورها فشار ناشی از جابجایی سیال (مانند هوا یا آب) را اندازهگیری میکنند. در برخی از کاربردها مانند اندازهگیری سرعت باد یا سرعت جریان سیالات، سنسورهای فشار دینامیک به کار میروند. این اطلاعات برای کنترلهای هواپیما، خودروهای مسابقه، و تجهیزاتی که به سرعت جریان سیالات وابستهاند، حیاتی هستند.
- سنسور فشار مطلق (Gauge Pressure Sensor):
سنسورهای فشار مطلق، فشار نسبت به فشار جوی را اندازهگیری میکنند اما با فشار جوی تفاوت دارند. این سنسورها فقط فشار اضافی به نسبت به فشار جوی را اندازه میگیرند. بنابراین، اگر فشار جوی صفر باشد، مقدار خوانده شده توسط سنسور برابر با فشار فعلی است. این سنسورها در کاربردهایی مانند اندازهگیری فشار لاستیکها یا مایعات در مخازن استفاده میشوند.
- سنسور فشار فشرده (Compound Pressure Sensor):
سنسورهای فشار فشرده یا ترکیبی، همزمان فشار مطلق و فشار جوی را اندازهگیری میکنند. این اطلاعات به عنوان فشار فعلی در محیط تعبیه شده استفاده میشود. این سنسورها در کاربردهایی که نیاز به دقت بالا و تعیین فشار نسبت به فشار جوی دارند، مورد استفاده قرار میگیرند.
سنسور فشار قدر مطلق و نسبی: توضیحات و تفاوتها
سنسور فشار قدر مطلق (Absolute Pressure Sensor):
سنسور فشار قدر مطلق، فشار را نسبت به فشار صفر مطلق یا فشار جوی اندازهگیری میکند. یعنی این نوع سنسور، فشار فعلی را با ارجاع به فشار جوی به عنوان مرجع در نظر میگیرد. در دستگاهها و برنامههایی که نیاز به دقت در اندازهگیری فشار دارند و این دقت باید با دقت به فشار جوی صفر نسبت داده شود، از سنسور فشار قدر مطلق استفاده میشود.
برای مثال، در اندازهگیری ارتفاع یا فشار خون، ممکن است نیاز باشد تا این ارتفاع یا فشار نسبت به فشار جوی اندازهگیری شود.
سنسور فشار نسبی (Gauge Pressure Sensor):
سنسور فشار نسبی، فشار را نسبت به فشار جوی اندازهگیری میکند. در این نوع سنسور، فشار جوی به عنوان نقطه مرجع در نظر گرفته میشود و افزایش یا کاهش فشار نسبت به این مقدار نشان داده میشود. برای اندازهگیری تغییرات کوچک فشار در محیطهایی که فشار جوی تغییر نمیکند، مانند برنامههای کنترل فرایند صنعتی، از سنسور فشار نسبی استفاده میشود.
در مورد استفادههای عملی، سنسور فشار نسبی برای کنترلهای فنری در ماشینآلات، اندازهگیری فشار لاستیکها در خودروها، و سیستمهای کنترل فشار گاز در صنایع گاز و نفت به کار میرود.
تفاوتها:
- نقطه مرجع:
– در سنسور فشار قدر مطلق، نقطه مرجع فشار صفر مطلق یا فشار جوی است.
– در سنسور فشار نسبی، نقطه مرجع فشار جوی است.
- استفاده در کاربردها:
– سنسور فشار قدر مطلق برای اندازهگیری دقیق فشار در مقیاسهای بزرگ استفاده میشود.
– سنسور فشار نسبی برای اندازهگیری تغییرات کوچک فشار در محدودههای معین مورد استفاده قرار میگیرد.
- کاربرد عملی:
– سنسور فشار قدر مطلق در کاربردهایی مانند اتومبیلسازی، هوافضا، و اندازهگیری ارتفاع به کار میرود.
– سنسور فشار نسبی در صنایع کنترل فرایند، اتوماسیون صنعتی و سیستمهای کنترل گاز استفاده میشود.
در کل، انتخاب بین سنسور فشار قدر مطلق و نسبی بستگی به نیازهای خاص اندازهگیری و کنترل در هر کاربرد دارد.
سنسور فشار تفاضلی: توضیحات و کاربردها
تعریف سنسور فشار تفاضلی:
سنسور فشار تفاضلی یک نوع سنسور فشار است که تفاوت فشار بین دو نقطه یا دو محیط را اندازهگیری میکند. این سنسور با اندازهگیری فشار مابین دو منطقه یا محیط مختلف، اطلاعاتی درباره تغییرات فشار و اختلافات فشاری که در یک سیستم به وجود میآید، فراهم میکند.
عملکرد سنسور فشار تفاضلی:
سنسورهای فشار تفاضلی از یک یا چند سلنوئید یا ترانسدیوسر برای اندازهگیری تفاوت فشار استفاده میکنند. این تفاضل فشار معمولاً به وسیله یک ممبران حساس به فشار یا سیستم انتقال فشار به سیگنال الکتریکی تبدیل میشود. سیگنال الکتریکی حاصل از سنسور فشار تفاضلی میتواند به مقدار فشار، اختلاف فشار، یا حتی به تغییرات سرعت جریان مربوط باشد.
کاربردهای سنسور فشار تفاضلی:
- سیستمهای گرمایش و تهویه مطبوع (HVAC): در سیستمهای HVAC، سنسورهای فشار تفاضلی برای اندازهگیری تفاوت فشار بین داخل و خارج ساختمان استفاده میشوند. این اطلاعات برای کنترل میزان هوا و فشار در محیطهای داخلی مورد استفاده قرار میگیرد.
- سیستمهای هواپیما: در هواپیماها، سنسورهای فشار تفاضلی جهت اندازهگیری تفاوت فشار بین داخل و خارج کابینه و همچنین برای کنترل سیستمهای هواپیما به کار میروند.
- صنعت نفت و گاز: در صنعت نفت و گاز، این سنسورها برای اندازهگیری تفاوت فشار در لولهها، مخازن، و تجهیزات مختلف استفاده میشوند.
- صنعت خودروسازی: در خودروها، سنسور فشار تفاضلی برای اندازهگیری فشار سیستمهای ترمز، سیستمهای توربوشارژ، و کنترل فشار لاستیکها استفاده میشوند.
- صنعت الکترونیک: در برخی از دستگاهها و تجهیزات الکترونیکی، سنسورهای فشار تفاضلی برای اندازهگیری فشار گازها یا مایعات به کار میروند.
در قسمت فروشگاه هیدروپردازش صنعت می توانید به دیگر انواع سنسور فشار ifm دسترسی داشته باشید.