سنسورهای فشار می‌توانند براساس بازه اندازه‌گیری، بازه دمای عملکرد و از همه مهمتر نوع فشار اندازه‌گیری طبقه‌بندی شوند. با توجه به نوع فشار، فشارسنج‌ها، به ۵ دسته طبقه‌بندی می‌شوند:
این سنسور فشار یک نقطه نسبت به خلأ کامل (۰ psi) را اندازه می‌گیرد. فشار اتمسفریک ۱۰۱٫۳۲۵ KPa (یا ۱۴٫۷psi) در سطح دریا نسبت به خلأ است.
سنسور فشار گیج Gauge
این سنسور در کاربردهای متفاوتی استفاده می‌شود زیرا می‌تواند برای اندازه‌گیری فشار یک نقطه نسبت به فشار اتمسفریک در نقطه دیگر کالیبره شود. گیج فشار تایر مثالی از نشانگر فشار گیج است. هنگامی که گیج فشار تایر مقدار ۰ psi را می‌خواند فشار داخل تایر ۱۴٫۷ psi است. یعنی برابر با فشار اتمسفر.
سنسور فشار خلأ
این سنسور برای اندازه‌گیری فشار کمتر از فشار اتمسفر در نقطه‌ای مشخص استفاده می‌شود. مرجع سنسور خلأ در صنعت متفاوت است که ممکن است موجب اشتباه شود؛ فشار نسبت به فشار اتمسفر (مانند اندازه‌گیری فشار گیج منفی) و نیز فشار نسبت به فشار خلأ.
سنسور فشار تفاضلی
این سنسور تفاضل بین فشار ۲ یا چند نقطه را که به عنوان ورودی معرفی می‌شوند اندازه می‌گیرد. برای مثال اندازه‌گیری افت فشار در فیلتر روغن. فشار تفاضلی هم چنین برای اندازه‌گیری دبی یا سطح در مخازن به کار می‌رود.
سنسور فشار مهرشده (sealed)
این سنسور همانند سنسور فشار گیج است با این تفاوت که از قبل توسط سازنده برای اندازه‌گیری فشار نسبت به فشار سطح دریا کالیبره شده‌است.
تکنولوژی حس کردن فشار
۲ دسته‌بندی اساسی برای سنسورهای آنالوگ فشار وجود دارد:
انواع جمع‌کننده نیرو: این نوع از سنسورهای فشار الکترونیکی عموماً از یک جمع‌کننده نیرو استفاده می‌کنند. (مانند دیافراگم، پیستون، لوله بوردونی) تا کشش را بر اساس نیروی اعمالی و فشار بر سطح اندازه بگیرد.
گیج‌های کشش پیزو رزیستور
از اثر پیزو رزیستور گیج‌های کشش قرارداده شده بر روی تکیه گاه برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می‌کند. انواع تکنولوژی‌های معمول سیلیکون (مونو کریستالی)، پوسته نازک پلی سیلیکون، ورق فلز قرار داده شده بر روی تکیه، ورق ضخیم. عموماً گیج‌های کشش در یک ساختار مدار پل وتستون اتصال می‌یابند تا خروجی سنسور را حداکثر کنند. این معمول‌ترین تکنولوژی به کار گرفته شده برای اهداف عمومی اندازه‌گیری فشار است. این تکنولوژی‌ها با اندازه‌گیری فشار مطلق، گیج، خلأ و فشار تفاضلی وفق داده می‌شوند.
خازنی
از دیافراگم و کاواک فشار برای ایجاد خازن متغیر استفاده می‌شود تا کشش ناشی از فشار اعمالی را تعیین کند. تکنولوژی‌های معمولی از فلز، سرامیک و دیافراگم‌های سیلیکون استفاده می‌کنند. این تکنولوژی‌ها برای فشارهای کم کاربرد دارند. (مطلق، تفاضلی و گیج) در سنسور فشار نوع خازنی فشار تفاضلی به دیافراگم اعمال می‌شود که باعث می‌شود دیافراگم به یکی از صفحات خازن نزدیک شده و از دیگری دور شود؛ بنابراین ظرفیت خازن تغییر می‌کند که این تغییر متناسب با فشار اعمال شده به دیافراگم است. تغییر ظرفیت خازن توسط مدار الکتریکی و ترنسمیتر تبدیل به سیگنال الکتریکی می‌شود که در واحدهای فشار کالیبره شده‌است.
الکترومغناطیسی
جابجایی دیافراگم از طریق تغییر در اندوکتانس (رلوکتانس)، LVDT، اثر هال یا قانون جریان ادی اندازه‌گیری می‌شود. سنسور فشار القایی نشان داده شده در شکل ۱۲–۵ دارای دو سیم پیچی می‌باشد که با یک هسته مغناطیسی کوپل شده‌اند. هنگامی که فشار اعمال شده دیافراگم را حرکت دهد، این هسته جابجا می‌شود. خاصیت القایی توسط مدارهای الکترونیکی مانند مدارهای رزونانس اندازه‌گیری می‌شود.
پیزو الکتریک
از اثر پیزو الکتریک در مواد معین همانند کوارتز استفاده می‌کند تا کشش ناشی از فشار را اندازه بگیرد. این تکنولوژی برای اندازه‌گیری فشارهای پویا استفاده می‌شود. انواعی از کریستال‌ها به نام پیزوالکتریک در اثر تغییر شکل مکانیکی سیگنال الکتریکی تولید می‌کنند که سطح ولتاژ این سیگنال متناسب با میزان تغییر شکل است. کریستال به یک دیافراگم فلزی متصل است. یک سمت دیافراگم برای اندازه‌گیری فشار، در تماس با سیال فرایند می‌باشد و سمت دیگر دیافراگم به‌طور مکانیکی به کریستال متصل است. سیگنال ولتاژ خروجی کریستال دامنه کوچکی دارد (در محدوده میکرو ولت) پس باید یک تقویت کننده با امپدانس ورودی بالا به کار گرفته شود. به منظور جلوگیری از اتلاف سیگنال، تقویت‌کننده باید در نزدیکی سنسور نصب شود. کریستال تا دمای ۴۰۰ °F را تحمل می‌کند. تغییرات دما کریستال را تحت تأثیر قرار می‌دهد بنابراین جبران سازی دما باید صورت گیرد.
نوری
از تغییر فیزیکی فیبر نوری برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می‌کند. به عنوان مثال درFiber Bragg Grating از این تکنولوژی استفاده می‌شود. این تکنولوژی در کاربردهایی که با چالش همراه هستند استفاده می‌شود. برای مثال در مکان‌های غیرقابل دسترس، دماهای بالا یا در تکنولوژی‌های ذاتاً مصون از تداخلات الکترومغناطیس و اندازه‌گیری‌های راه دور.
پتانسیومتری
از حرکت جاروبک در طی مکانیزم مقاومتی برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می‌کند.
انواع دیگر این انواع سنسورهای فشار الکترونیکی از خواص دیگر (مانند چگالی) برای تعیین فشار گاز یا مایع استفاده می‌کنند.
رزونانس
اعمال فشار باعث ایجاد تغییر در چگالی گاز می‌شود و آن نیز موجب تغییر فرکانس رزونانس می‌شود. برای استفاده از این تکنولوژی می‌توان از ابزار «جمع‌کننده نیرو» مانند موارد ذکر شده در بالا استفاده کرد. هم چنین می‌توان عنصر رزونانس‌کننده را به‌طور مستقیم در معرض ماده قرار داد. در این صورت نیز فرکانس نوسان وابسته به چگالی ماده می‌باشد. سنسورها از سیم‌های نوسان کننده، تیوب‌های نوسان کننده، کوارتز، و سیستم‌های میکرو الکترو_مکانیکی (MEMS) ساخته می‌شوند. در کل مشخصه این تکنولوژی، خروجی پایدار آن است.
دما
با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر می‌کند و به دنبال آن، گذردهی گرمایی آن تغییر می‌کند. نمونه رایج این سنسورها، گیج‌های «پیرانی» هستند.
یونیزاسیون
با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر می‌کند و به دنبال آن، جریان یون‌های موجود در آن تغییر می‌کند. نمونه‌های رایج این نوع سنسور، گیج‌های کاتد سرد و کاتد گرم است.
دیگر
راه‌های دیگر نیز برای استنتاج فشار از طریق چگالی وجود دارد. (سرعت صوت، جرم، ضریب شکست)
نظرتان را بگذارید
آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای الزامی علامت گذاری شده اند *