عملکرد و اصول اندازه گیری سنسور فشار

مواد مختلفی مانند آب آشامیدنی ,آب میوه ها ,بنزین ,گازوئیل ,اسید ,بازها و سایر مواد هر روزه در داخل مخزن هایی ریخته و از آنها تخلیه میشوند .

به دلیل اینکه هر یک از این موارد ویژگی های کاملا متفاوتی دارند روش های اندازه گیری مختلفی برای تشخیص آنها وجود دارد یکی از این پارامتر ها فشار است که در سه قالب :

• سنسور فشار مطلق
• فشار هیدرواستاتیک
• فشار تفاضلی یا اختلاف فشار

  اولین ریشه علمی اندازه گیری فشار در اواسط قرن 17 کشف و آن در تست های گالیله روی پمپ هایی بود که برای غلبه کردن بر اختلاف ارتفاع در کاربردهای آبیاری استفاده میشد.

یکی دیگر از دانشمندان به نام  Evangelista Torricelli  بر روی فشار سطح جیوه کار کرد که حالت خلا را کشف کرد و پاسکال آزمایشات خود را به سرانجام رساند تا میزان وزن هوا را تعیین کند.

پاسکال نام این نیرو را فشار گذاشت. هر پاسکال معادل یک نیوتن بر متر مربع است.

فشار نتیجه اعمال یک نیرو بر یک سطح است.

عدوات اندازه گیری فشار نیز برای محاسبه فشار مطلق و همچنین فشار یا سطح در یک مخزن استفاده میشود.

در ابتدا نحوه عملکرد این روش ها را در فشار مطلق بررسی میکنیم.

فشار میتواند در یک لوله دارای سیال اندازه گیری شود.

1# تفاوت سلول سنسور فشار مطلق و سلول سنسور فشار گیج (gage)  :

برای مثال یک سلول سرامیکی بررسی میشود :

در این سلول سرامیکی

ماده رسانا بین دو صفحه سرامیک ریخته شده و تشکیل یک خازن را میدهد.

زمانی که فشار اعمال میشود دیافراگم تغییر شکل میدهد و منجر به تغییر ظرفیت خازن میشود.

سیستم اندازه گیری فشار مطلق به صورت بسته است. و فشار در مقایسه با خلا مقایسه میشود.

سنسور در هوای آزاد فشار هوا را نشان میدهد. در یک واحد اندازه گیری فشار گیج (gage) باز بودن لایه بالایی باعث میشود که تفاوت فشار بین فشار اتمسفر و داخل سلول خنثی شود. فشاری که بدست می آید با فشار محیطی آن مکان مرتبط است. و فشار هوا نمایش داده نمیشود.

در اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک ارتفاع مایه داخل مخزن روی سنسور فشار اثر میگذارد که با افزایش ستون مایع فشار نیز افزایش پیدا میکند. فشار با ارتفاع مایع , شتاب گرانش و چگالی مایع در ارتباط است.

در یک مخزن باز , فشار بالای مخزن با فشار هوا یکی میشود و فشار گاز بالای مخزن تاثیری در اندازه گیری فشار ندارد.

علاوه بر فشار مایع فشار اتمسفر مخزن نیز تاثیرگذار است.

در صورتیکه از سنسور فشار gage استفاده شود ما فشار اتمسفر بالای مخزن را نیز در محاسبات از بین خواهیم برد.

2# نگاه دقیق تر به روش این سنسور :

محاسبه بر حسب تکنولوژی سیلیکون و برای اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک استفاده میشود.

مقاومت ها در چیپ سیلیکونی به حالت پل وتستون هستند.

زمانیکه فشار اعمال میشود دیافراگم تغییر فرم و منجر به تغییر مقاومت میشود.

در برخی سیال ها مانند روغن که قابلیت فشردگی ندارند فشار به دیافراگم انتقال و در نهایت فشار اعمالی توسط چیپ سیلیکونی محاسبه میشود.

در محاسبه تفاضلی فشار در یک مخزن سربسته, فشار بالای آن نیز محاسبه میشود. هر دو فشار توسط کپیلاری به ترانسمیتر منتقل میشود.

ترانسمیتر اختلاف فشار بین این دوفشار را محاسبه میکند و براساس آن ارتفاع مخزن را بدست می آورد.

شما میتوانید به کمک عدوات اندازه گیری فشار متغیر های فشار , سطح را بدست بیاورید.