آشنایی با مفاهیم اولیه اندازه گیری فشار سیال
برای آشنایی بیشتر با موضوع اندازه گيری فشار ابتدا با برخی از مفاهیم آشنا می شویم:
مفهوم فشار
يک کميت اسکالر و به صورت نيرو بر واحد سطح بيان ميشود. P=F/A
در مخزن سربسته
منشأ اين فشار، نيرويي است که از طريق برخورد مولکولها اعمال ميشود.
هيدرواستاتيک
تحرک مولکولهاي گاز، مهمترين عامل براي فشار ايجاد شده توسط گازها است.
اتمسفريک
يک فشار تجربه شده بر روي سطح زمين است. جایی که هر متر مربع هوا )بعنوان يک ستون هوا(،101.325 kPa (14.7) psi را ايجاد ميکند. فشار به تدريج به طرف ارتفاعات کاهش مييابد و توسط اختلاف فشار در سطح دريا و بالاي کوه نشان داده ميشود. اين تفاوتها، بواسطه تغييرات دما و شرايط آب و هوايي است.
شکل 2 – 1 نمايش فشار اتمسفريک در نقاط مختلف
انواع اندازه گيري فشار سیال
وسايل ابزار دقيق فشار، براي اندازهگيري يکي از عملکردهاي زير طراحي شدهاند:
فشار بالاي اتمسفر )فشار گيج(
میزان فشار زير اتمسفر )خلأ(
فشار مطلق وقتي که فشار صفر مرجع است.
بيشتر فشارسنجها، فشار گيج را اندازهگيري ميکنند. واحد فشار ميتواند , bar , psi , kPa kg/cm2 و غيره باشد. اگر هيچ مشخصاتي بر روي فشارسنج وجود نداشته باشد، در اين صورت هميشه فرض ميشود که فشار گيج را نشان ميدهد. اگر وسيله ابزار دقيقي براي اندازه گيری فشار غير از فشار گيج کاليبره شود، بايستي به طور کامل نوع فشار مطلق يا اختلاف فشار مشخص شود.
بیشتر بخوانید: انواع تجهیزات اندازه گیری فشار و تفاوت آنها
قبل از استفاده از سمبلهاي سيستمS.I. تجهيزاتي که فشار مطلق را اندازهگيري ميکردند، واحد فشار را به همراه حرفa نشان ميدادند )مانند .(bara,psia اگر تجهيزات، اختلاف فشار را اندازهگيري کنند، واحد فشار به همراه حرفd خواهد بود )مانند(bard,psid . در همه سيستم واحدها، سمبلDelta p یا ΔP به صورت اختلاف فشار شناخته ميشود.
فشار گيج (Gauge pressure)
اندازه گيری فشار يک مايع يا يک گاز با توجه به فشار اتمسفريک محيط، صورت می گیرد. زماني که گيج متصل به يک لوله تغذيه هوا است و مقدار قرائت شده، بعنوان مثال 6bar ميباشد. اين مقدار قرائت شده فشار گيج ناميده ميشود که اين مقدار، فشار مطلق منهاي فشار اتمسفر است.
خلاء (Vacuum)
اين فشار، زير فشار اتمسفر است و در جایی بکار ميرود که خلاء وجود دارد. زماني که فشار اتمسفريک بعنوان مرجع بکار رود، درجه خلاء، بعنوان يک عدد از واحدهاي فشار، زير اين مرجع يا به صورت فشار مطلق بيان ميشود.
مفهوم فشار مطلق absolute pressure)(
مقدار فشار يک مايع يا گاز اندازهگيري شده نسبت به خلاء ميباشد. )فشار صفر مطلق(
میزان فشار اتمسفر + فشار گيج = فشار مطلق
رابطه بين مقياسهاي فشار
واحدهای فشار (units of pressure)
روشهاي تغيير شکل الاستيک
وسايل مکانيکي متعددي وجود دارند که با اعمال فشار، تغيير شکل مي دهند. اين وسايل به منظور پاسخ گويي به رنج هاي مختلف فشار طراحي شده اند و عبارتند از:
بوردن تيوب (Cشکل، فنری، مارپيچي)
ديافراگم
کپسول فشار
بيلوز
بوردن تيوب
اصولاً سطح مقطع بوردن تيوب بيضي شکل است که شبيه يک دايره تخت شده مي باشد. طول آن مي تواند مانند حرف Cيا به صورت فنري يا مارپيچي شکل باشد. در تمامي موارد، هنگامي که فشار داخل تيوب افزايش مي يابد، اين فشار باعث مي شود که سطح مقطع، بيشتر دايرهاي شود و شکل به سمت مستقيم شدن تمايل پيدا کند. در نتيجه هنگامي که سر باز آن ثابت شده باشد، حرکتي در انتهاي بسته تيوب، بوجود مي آيد.
مقدار حرکت سر تيوب، به طول تيوب، نوع سطح مقطع، ضخامت ديواره تيوب و ميزان کشش ماده تشکيل دهنده تيوب در اثر فشار اعمال شده، بستگي دارد. انتخاب بوردن تيوب خاص، به نوع طراحي وسيله ابزار دقيق بستگي دارد.
صرفنظر از محدوديت فشار، يکي از تدابير اصلي در اندازه گيری فشار ، فضاي مورد نياز براي عنصر فشار است. اگر فضا عامل مهمي باشد در اينصورت نوع فنري يا مارپيچي بر نوع C شکل ارجعيت دارد. همچنين، نوع فنري و مارپيچي در جايي که حرکت سر تيوب بيشتري مورد نياز است نيز بکار برده مي شوند. بسته به حساسيت مورد نياز، رنج و مقاومت در برابر ماده خورنده، نوع ماده بوردن تيوب از برنز فسفردار، برليم، مس و يا آلياژ آهن ساخته مي شود.
ديافراگم
در فشار سنج ها نوع ديگر عنصر حس کننده فشار، ديافراگم است که معمولاً براي اندازه گيري و نشان دادن تغييرات خيلي کوچک فشار در پروسس بکار ميرود. تغييرات فشار در سيستم، باعث حرکت ديافراگم نازکي مي شود اين ديافراگم ها، معمولاً از لاستيک يا فلز نازک ساخته مي شوند. با کم و زياد شدن فشار، ديافراگم به سمت جلو و عقب حرکت ميکند.
اين ديافراگم مطابق شکل 10-2به صورت مکانيکي به يک عقربه يا نمايشگر متصل مي شود.
کپسول های فشار
اغلب، دو ديافراگم دايرهاي براي تشکيل يک کپسول، مطابق شکل 11-2 به همديگر جوش و يا لحيم مي شوند. بسته به رنج فشار اندازه گيري، کپسول ها مي توانند به تنهايي و يا به صورت چندتايي استفاده شوند. انحراف کپسول فشار، به قطر کپسول، ضخامت ماده تشکيل دهنده، خاصيت الاستيکي و طراحي کپسول بستگي دارد. طراحي کپسولشامل شکل کپسول و تعداد چين خوردگي هاي آن مي باشد.
مواد تشکيل دهنده کپسول ها، شامل فولاد زنگ نزن، برنز فسفردار و يا هر ماده مناسبي بسته به حساسيت مورد نياز، ميزان رنج و مقاومت در برابر مواد خورنده مي باشد.
عناصر بيلوز
در جایي که فشار بايد خيلي دقيق اندازه گيري و کنترل شود اغلب از عنصر بيلوز استفاده مي شود. عموماً بيلوزها براي فشاهاي کم مورد استفاده قرار مي گيرند و بندرت در کاربردهاي با فشار بالاي 4 bar استفاده مي شوند.
بيلوزها در بسياري از وسايل اندازه گيري فشار مانند نشان دهنده ها، ترانسميترها، کنترل کننده ها، ثبات ها و غيره مورد استفاده قرار می گیرند.
همانطوري که فشار ورودي در بيلوز شکل بالا افزايش مي يابد، بيلوز انبساط پيدا مي کند. چون سر ورودي بيلوز به صورت ثابت نگه داشته شده است، سر ديگر آن که آزاد است، حرکت مي کند. (در اين حالت، به سمت چپ حرکت مي کند). اين امر باعث مي شود که انتهاي اهرم ارتباطي به سمت چپ حرکت کند.
چون در نقطه پايين، اهرم ارتباطي لولا شده است، انتهاي ديگر آن که به عقربه وصل است به سمت راست حرکت خواهد کرد. تنيجه اينکه تغيير در فشار ورودي به حرکت مکانيکي تبديل مي شود. فاصلها ي که نوک عقربه طي مي کند، به حرکت بيلوز، محلي که عقربه به اهرم بيلوز لولا شده و به طول خود عقربه بستگي دارد.
در حالت خاص، حرکت بيلوز مي تواند به انواع ديگري از اهرم هاي ارتباطي وصل شده که باعث تقويت حرکت بيلوز شود مانند سيستم فلاپر – نازل که بعداً در اين خصوص بحث مي شود.
فشار سنج ها (Pressure Gauge)
اصطلاحات فشار سنج ها (Termin)
همه اشخاصي که از فشار سنج ها استفاده مي کنند بايستي بعضي از اصطلاحاتي که بهاين موضوع مرتبط است را بدانند، بعضي از لغات کليدي عبارتند از:
- رنج (Rang)
- Span
- دقت (Accuracy)
- کاليبره کردن (Calibration)
- ميان يابي(Interpolation)
- هيسترزيس (Hysteresis)
- خطاي هد
رنج:
رنج عبارت است از محدوده بين مقدار ماکزيمم و مينيممی که مي تواند اندازه گيري شود. . بعنوان مثال0-100 bar, 3-15 psi, 0.2-1 bar, 100-250 inches of water و غيره…
Span :
Spanاختلاف بين حداکثر و حدقل مقدار درجه بندي يک وسيله ابزار دقيق است.
به عنوان مثال، يک گيج با درجه بندي <0-100 bar> داراي رنج و اسپن<0-100 bar >است اما گيجي که مقدار نمايش آن < 3-15 bar> است داراي اسپن 12ولي رنج < 3-15 bar>است.
دقت:
دقت يک نشان دهنده يا وسايل ديگر ابزار دقيقي، ميزان خطا را آشکار مي کند. خطامي تواند درصدي از مقدار نشان داده شده (خطاي قرائت) يا درصدي از Spanوسيله ابزار دقيقي (خطاي )Span بيان گردد.
مثالي براي خواندن (Reading)
اگر خطاي دستگاه فشار سنج به ميزان % ± 1خواندن بيان گردد، در اين حالت اگر مقدار خوانده شده 100barباشد، ميزان خطا مساوي % ± 1از 100 bar است که اين مقدار برابر ± 1barاست. اين بدين معني است که هنگاميکه مقدار 100 barخوانده مي شود، مقدار واقعي بين 99تا 101 barاست. اگر مقدار خوانده شده 50 barباشد، در اينصورت مقدار واقعي بين 49.5تا 50.5است. در صورتی که مقدار خوانده شده 150 bar باشد، مقدار واقعي بين 148.5تا 151.5است. اگر مقدار خوانده شده 150 bar باشد، مقدار واقعي بين 148.5تا 151.5است. بنابراين خطاي خواندن با افزايش درجه بندي، افزايش مي يابد.
مثالي براي خطاي Span
در استفاده از نشان دهنده هاي يکسان با خطاي Spanمساوي % ،± 1نتايج تا حدودي با يکديگر متفاوت ميشوند. در صورتي که Spanبرابر باشد، 200 barماکزيمم خطاي مورد انتظار % 1از 200است يعني براي تمامي مقاديري که قرائت مي شود ± 2bar مي باشد. بنابراين وقتي که مقدار واقعي 50 barباشد، چيزي که قرائت مي شود بين 48 تا 152 barاست که در اين حالت مقدار خطا % ± 1.3مي باشد. بنابراين مشاهده مي شود که خطا با افزايش درجه بندي کاهش مي يابد.
کاليبراسيون
چک کردن و تنظيم يک گيج بوسيله يک گيج تست استاندارد تر و يا dead weight testerکاليبراسيون خوانده مي شود. برای اندازه گيری فشار به صورت دقیق تر و بهتر تجهيزات تنظيم کننده در داخل مکانيزم گيج ايجاد شده اند.
ميانيابي (Interpolation)
ميانيابي، عمل خواندن بين تقسيم بندي هاي درجه بندي شده مي باشد. براي مثال درجه بنديي که براي تقسيم بندي هاي 10 barداريم به صورت: 0-10, 20, 30و غيره است. بنابراين خواندن 23 barيک ميانيابي بين 20و 23زماني است عقربه در حدود ثلث فاصله بين 20و 30ايستاده باشد. اما بايستي توجه داشت که در ميانيابي خيلي مبالغه نشود. بعنوان مثال، در مثال قبلي 23.5کمتر استفاده ميشود و 23.55کاملاً غير ضروري است
هيسترزيس
در اندازه گيری فشار وقتي که ورودي يکساني از جهات مختلف اعمال مي شود، پاسخ وسيله ابزار دقيقي در قرائت حد بالا و پائين متفاوت است. بطور مثال يک فشار سنج داراي Spanاز 0تا 200 barرا در نظر بگيريد. فشار واقعي ورودي بتدريج افزايش پيدا مي کند تا وقتي که به انتهاي درجه بندي برسد و مقدار قرائت فشار سنج يادداشت مي شود. سپس فشار ورودي با همان ميزان کاهش پيدا مي کند و اين مقدار نيز ثبت ميشود. در صورتي که مقدار خوانده شده در هنگام افزايش با مقدار خوانده شده در هنگام کاهش متفاوت باشد، اين پديده همان خطاي هيسترزيس ميباشد. اين خطا معمولاً بر اثر اصطکاک و gear backlash اتفاق ميافتد.
خطاي هد
اين پديده به دليل وزن ستون مايع بالاي فشار سنج اتفاق ميافتد. اگر فشار سنج،فشار مايع يک تانک پر شده را مي سنجد و نسبت به تانک در ارتفاع پايين تري نصب شده باشد، در اين صورت ممکن است اصلاح خطاي هد ضروري باشد. اين خطا معمولاً باتنظيم نقطه صفر فشار سنج اصلاح مي شود.
انتخاب فشار سنج
براي يک کار مشخص در اندازه گيری فشار، قسمت مهمي از وظيفه يک تکنيسين اپراتور و ابزار دقيق ميباشد. انتخاب فشار سنج عموماً بر اساس محدوده و نيز اندازه فيزيکي صورت ميگيرد. بعنوان مثال:
100mm با قطرbar 20 تا0
4 inch با قطر300 psi تا0
وقتي براي کار خاصي يک فشار سنج انتتخاب ميشود، در خصوص Spanانتخاب شده بايستي مطمئن شد که مقدار فشار ورودي بين % 25تا % 75درصد Spanکامل باشد. لازمه اين کار اين است که مکانيزم، حول و حوش 50درصد درجه بندي در نقطهاي دورتر از ماکزيمم Spanباشد که خطاها معمولاً اتفاق ميافتند. براي مثال خواندن 25 barبر روي فشار سنجي که Spanآن 50barباشد بسيار دقيق تر است از فشارسنجي که Spanآن 200barمي باشد.
دليل ديگر براي نقطه کاري در اطراف 50درصد درجه بندي، اين است که وسيله ابزار دقيقي قادر است نقاط پايين تر يا بالاتر را نيز اندازه بگيرد در صورتي که اگر فشار سنج نزديک full scaleکار کند، هر افزايش در فشار باعث خراب شدن وسيله ابزار دقيقي به علت over rangeمي شود.
استفاده صحيح از فشار سنج ها
فاکتورهاي مشخصي در ارتباط با استفاده صحيح و رفتار فشار سنج ها وجود دارد که اپراتور و تکنيسين ها ابزار دقيق در مواقع اندازه گيری فشار بايستي از آنها اطلاع داشته باشند.
شوک فشار و يا فشار بالاتر از حد
- Stiction گيرکردن
- Parallax خطاي
- ارتعاشات اضافي و بيش از حد
- نوسانات فشار
- فشار سنجهاي مخصوص تست (Test gauge)
شوک فشار و فشار بيش از حد
مکانيزم فشار سنج بسيار حساس است و بايستي از اعمال شوک فشار و يا فشار بيش از حد به آن به هنگام اندازه گيری فشار جلوگيري شود. شوک فشار وقتي رخ مي دهد که وسيله ابزار دقيقي بطور اتفاقي در معرض فشار بطور ناگهاني قطع شود. براي جلوگيري از خرابي در اثر اين اتفاق کلمه « SLOWLY »را بخاطر بسپاريد. وقتي اعمال فشار يا برداشتن فشار از وسايل ابزار دقيقي و يا هر سيستم فشاري ديگر به آراميانجام گيرد، مشکلي پيش نمي آيد. در غير اينصورت وسيله ابزار دقيقي بايستي بخاطر اينکه ممکن است دقت آن کم شده باشد، تست و آزمايش شود.
گير کردن (Stiction)
گير کردن، پديدهاي است که به علت توقف کوتاه عقربه در مکان صحيح به دليل اصطکاک چسبندگي رخ ميدهد. براي غلبه بر اين اثر و نتيجه آن که خواندن نادرست مي باشد، قبل از خواندن فشار سنج، به آراميضربهاي به آن ميزنند.
خطاي ديد (Parallax error)
اين پديده بر اثر خواندن فشار سنج از نقطهاي غير از مقابل آن اتفاق ميافتد. براي جلوگيري از اين پديده بايستي دقيقاً از مقابل فشار سنج و عمود بر سطح آن يا نزديک به اين محل، فشار سنج خوانده شود.
ارتعاشات بيش از حد (Excessive Vibration)
ارتعاشات بيش از حد مي تواند باعث مشکلاتي در انواع تجهيزات ابزار دقيق از جمله اندازه گيری فشار شود.چون اين امر باعث سائيدگي سريعتر از حد معمول مي شود، با نصب مناسب تجهيزات ابزار دقيق ميتوان بر اين مشکل غلبه کرد. اگر يک تجهيز ابزار دقيقي نصب شده، نياز به استحکام و يا تغيير داشته باشد، اين امر بايد به اطلاع سوپروايزر رسانده شود تا تمهيدات لازم را براي آن فراهم کند.
نوسانات فشار (Pressure Fluctuations)
در بعضي فرايندها، فشار داراي نوسانات سريع مي باشد. اين نوسانات سرانجام عنصر فشار و مکانيزم عقربه را خراب مي کند. برای اندازه گيری فشار ابتدا باید این نوسانات توسط قطع هايی به نام کمک فنر (Snubber) يا ميراکننده پالس(pulsation dampener) کاهش پیدا کند.
تصاوير Aو Bدر شکل پايين ورودي هاي فشار دو فشار سنج را نشان مي دهد. ورودي فشار سنج Bبه دليل استفاده از کمک فنر، بطور قابل ملاحظه اي کوچکتر است.
بنابراين، کمک فنر اندازه ورودي فشار را کاهش مي دهد. در نتيجه اگر چه فشار سنج هنوز در معرض همان فشار است اما مدت زماني طول مي کشد تا عنصر فشار تمامي تأثير را دريافت کند. عنصر فشار به آرامي اما با همان دقت قبلي پاسخ مي دهد.
فشار سنج هاي تست (Test Gauges)
معمولاً دو نوع از فشار سنج ها به منظور تست در دسترس مي باشند.
فشار سنج تست در سايت
اين فشار سنج به منظور چک کردن دقت فشارسنج هاي داخل سايت بکار مي رود. اين فشارسنج ها از فشار سنج هاي معمولي داخل سايت دقيق تر هستند و بايد با دقت حمل شوند.
فشار سنج تست در کارگاه
اين فشار سنج ها فقط بايد در کارگاه به منظور چک کردن دقت فشار سنج هاي تست سايت مورد استفاده قرار گيرند .
ساختمان فشار سنج
در مبحث اندازه گيری فشار بيشتر فشارسنج ها با استفاده از بوردن تيوب نوع Cساخته مي شوند. يک نمونه از اين نوع فشار سنج ها در زير نشان داده شده است.
اثر سر آزاد و متحرک تيوب Cبوسيله چرخ دنده دار به شکل ربع دايره (rack)و چرخ دنده (pinion) تقويت ميشود. يک فنر مويي تحت کشش، طوري نصب شده که
دندانه هاي rackو pinionرا جهت کاهش اثرات هيسترزيس تغذيه ميکند.
تنظيم صفر
در تجهيزات ابزار دقيق با کيفيت پايين ارزان، براي تنظيم صفر، عقربه را با دقت برداشته و سپس آن را در جاي درست قرار مي دهند. ولي در تجهيزات با کيفيت بالاتر اين کار بر روي سيستم چرخ دنده نمايشگر indicator gear انجام مي شود.
تنظيم رنج
اگر چرخ دنده به شکل ربع دايره ( )Quadrant به عنوان يک ميله لولا شده در نظر گرفته شود، مقدار حرکت در انتهاي چپ بستگي به نسبت x/y ضرب در حرکت انتهاي سمت راست دارد. همانطوري که در شکل مشخص است، يک شيار (slot) اجازه تنظيم y را ميدهد
فشار سنج هاي کاربردهاي ويژه
فشارسنج هاي فشار بالا
در اندازه گيری فشار، فشار سنجي که براي کاربردهاي فشار بالا طراحي شده، داراي يک پوسته يا تقويت شده (reinforced case) با يک ديسک انفجار (bursting disc) در قسمت عقب آن است.
ديسک انفجاري وسيله اي حفاظتي است که از اثرات ناشي از پاره شدن عنصر فشار جلوگير مي کند. اگر يک تيوب (مثلاً بوردن تيوب ) Cپاره شود و سيال با فشار بالا آزاد شود، آنگاه ديسک بطور ناگهاني در پشت فشار سنج پاره شده، مانع از افزايش خطرات ناشي از فشار داخل فشار سنج مي شود. همواره بايد فضاي کافي در پشت فشار سنج وجود داشته باشد تا به ديسک اجازه ترکيدن بدهد و با اين کار، فشار سيال از پشت برداشته شود. اين نوع از فشار سنج ها همچنين داراي شيشه مسلح (reinforced glass) و يک صفحه محکم ثابت شده در پشت صفحه درجه بندي هستند. اين عوامل، ايمني پرسنل را در نزديکي فشار سنج، هنگامي که انفجاري درون آن رخ دهد، تضمين مي کنند.
اندازه گيري اختلاف فشار
در مبحث اندازه گيری فشار، اختلاف فشار، تفاوت فشار اندازه گيري شده بين دو منبع فشار نسبت به يکديگر است.
تصاويري از شير متعادل کننده و فشارسنج اختلاف فشار را در زیر مشاهده می کنید.
فشار سنج اختلاف فشار
فشار سنج طراحي شده براي اندازه گيري اختلاف فشار، ممکن است داراي دو بوردن تيوب باشد که مکانيزم عقربه هاي آنها، در دو جهت مخالف عمل ميکند. هر تيوب دراي اتصالات جداگانه و فشار ورودي جداگانه است. بنابراين عملکرد مخالف تيوب ها، عقربه را در موقعيتي قرار مي دهد که مستقيماً با اختلاف فشار بين دو فشار ورودي متناسب است.
به عنوان نمونه، تجهيزات ابزار دقيقي اختلاف فشار، از طريق يک متعادل کننده سه راهي، به قسمت پروسس متصل ميشوند. زمان اعمال فشار يا برداشت فشار از روي وسيله هاي ابزار دقيق، بايد بخاطر داشت که فشار بطور مساوي به دو سر آن، اعمال و يا آزاد شود. در غير اين صورت به دستگاه ابزار دقيقي صدمه وارد ميشود.
در سرويس قرار دادن فشار سنجهاي اختلاف فشار
مطمئن شويد که شير متعادل کننده ( Equalizing Valve )باز و دو اتصال ورودي فشار، بسته است.
به آرامي شير فشار بالا را باز کنيد.
آرام شير فشار را باز کنيد.
شير متعادل کننده را ببنديد.
از سرويس خارج نمودن فشار سنج هاي اختلاف فشار
شیر متعادل کننده را باز کنيد.
سپس شير فشار پايين (L.P )را ببنديد.
در انتها شير فشار بالا ( H.P)را ببنديد.
دستگاه تست فشار سنج يا دد ويت تستر (DWT)
Dead weight teste يک وسيله ابزار دقيقي قابل حمل براي تست عملکرد و دقت فشار سنجها است.
شکل زير چگونگي عملکرد آن را نشان مي دهد. وزنها بر روي يک پيستون شناور که سطح مقطع کوچکي دارد، قرار داده مي شوند. اين پيستون در داخل يک سيلندر که تحت فشار با روغن است، جاي داده مي شود. روغن با چرخاندن چرخ دستي مربوط به threaded plungerبه سيلندر نيرو وارد ميکند. هم سليندر وزنها و هم سيلندري که فشار سنج بر روي آن نصب شده است، هر دو به سسيلندر plungerمتصل هستند. بنابراين فشار داخل آنها يکسان است. وزنهاي مختلف بر روي پيستون قرار ميگيرند تا فشار مناسب ايجاد گردد.
با مقايسه مقدار قرائت شده فشار سنجها با فشار ايجاد شده توسط وزنههاي روي پيستون، ميتوان عملکرد فشار سنج مورد آزمايش را در اندازه گيری فشار بررسي کرد.
ترانسميتر فشار
بعد از خواندن فشار از فشار سنج، ممکن است نياز به ارسال مقدار فشار به جاي ديگري باشد. وسيلهاي که مقدار پروسس اندازه گيري شده را به مکانهاي ديگري انتقال مي دهد، ترانسميتر ناميده مي شود. در حالت اندازه گيري فشار، به آن ترانسميتر فشار گفته مي شود.ترانسميتر فشار وسيلهاي براي اندازه گيري مقدار فشار و ارسال آن به صورتهاي
مختلف (سيگنالهاي مختلف)است.
سيستم فلاپر- نازل(Flapper-Nozzle)
سيستم فلاپر- نازل تقريباً در تمام سيستمهاي کنترل پروسه نيوماتيکي استفاده مي شود. اين سيستم براي تبديل حرکت مکانيکي به فشار نيوماتيک استفاده مي شود.
فلاپر- نازل با توجه به حرکت flapperدر انتهاي نازل، يک سيگنال نيوماتيک توليد مي کند. اگر تغيير اندکي در موقعيت flapperايجاد شود، تغيير زيادي در سيگنال فشار مشاهده می شود
اگر فلاپر کاملاً از نازل دور شود، تقريباً تمام هواي تغذيه از طريق نازل رها مي شود وسيگنال فشار ايجاد شده، حداقل ميگردد. بطور معمول، سوراخ مربوط به محدودکننده (Restrictor)کوچکتر از سوراخ نازل است. وقتي که فلاپر از نازل دور شود، هواي خروجي از نازل، سريعتر از هواي ورودي (محدود کننده) حرکت ميکند. در نتيجه يک افت در سيگنال فشار خروجي ايجاد مي شود. بنابراين مقدار سيگنال فشار خروجي با توجه به مقدار باز بودن نازل، اندازه سوراخ محدود کننده و فشار هواي تغذيه،مشخص مي شود.
وقتی فلاپر کاملاً به نازل نزديک شود، سيگنال فشار، به حداکثر مقدار خود افزايش مي يابد. حداکثر مقدار سيگنال فشار برابر با فشار هواي تغذيه است. فاصلهاي که فلاپر بايد حرکت کند تا سيگنال فشار از حداقل به حداکثر مقدار خود تغيير کند، ممکن است کمتر از 0/1ميليمتر (يا چند هزارم اينچ) باشد. بنابراين سيستم فلاپر و نازل به تغييرات موقعيت فلاپر خيلي حساس است. دياگرام شکل زير نشان مي دهد که چطور با افزايش فاصله فلاپر نازل، سيگنال فشار خروجي کاهش مي يابد