سنسورهای فشار: اصول عملکرد، انواع و کاربردها

03/10/6 , 9:38 ع نظر

سنسور فشار یکی از دستگاه های اصلی در صنعت و مهندسی است که برای اندازه گیری فشار گازها یا مایعات طراحی شده است. این دستگاه به عنوان ابزاری حیاتی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، پزشکی، هوافضا، خودروسازی و ساخت و ساز استفاده می شود. با تبدیل انرژی اعمال شده توسط سیال به سیگنال الکتریکی، سنسور فشار اجازه می دهد تا فشار را کنترل، کنترل و اندازه گیری دقیق انجام دهد. در این مقاله به اصول کار، انواع، کاربردها و مزایای سنسورهای فشار خواهیم پرداخت.

تعریف و عملکرد سنسور فشار

سنسور فشار یک دستگاه الکترومکانیکی است که فشار اعمال شده را حس کرده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. عملکرد سنسور فشار بر اساس تغییر عناصر حساسی است که تحت فشار تغییر می کنند. این تغییرات به سیگنال های الکتریکی تبدیل شده و برای پردازش یا نمایش ارسال می شود.

فرآیند عملکرد عادی سنسور فشار شامل مراحل زیر است:

سنجش فشار: عناصر حساس در سنسورهای فشار، تغییرات مکانیکی ناشی از فشار را حس می کنند.

تبدیل مکانیکی به الکتریکی: تغییرات فشار به تغییر ولتاژ، جریان یا مقاومت تبدیل می‌شود.

سیگنال انتشار: سیگنال تولید شده به دستگاه کنترل یا نمایشگر ارسال می شود.

تکنولوژی تولید سنسور فشار

سنسورهای فشار بر اساس تکنولوژی تولید به انواع زیر تقسیم می شوند:

فناوری پیزوالکتریک:

از مواد پیزوالکتریک برای تولید برق با فشار استفاده می کند.

دقت و سرعت بالا.

تکنولوژی خازنی:

تغییرات فشار باعث تغییر در فاصله یا سطح صفحات خازن می شود.

حساسیت بالا و مصرف برق کم.
https://daneshyari.com/%D8%A8%D8%AE%D8%B4-%D8%B9%D9%84%D9%85-%D8%AA%DA%A9%D9%86%D9%88%D9%84%D9%88%DA%98%DB%8C-4/6496-%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B3%D9%85%DB%8C%D8%AA%D8%B1-%D9%81%D8%B4%D8%A7%D8%B1-%D9%85%D8%B9%D8%B1%D9%81%DB%8C-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF%D9%87%D8%A7-%D8%A7%D8%B5%D9%88%D9%84-%D8%B9%D9%85%D9%84%DA%A9%D8%B1%D8%AF
تکنولوژی کرنش سنج:

فشار باعث تغییر شکل مواد و در نتیجه تغییر مقاومت می شود.

کاربرد در محیط های سنگین و صنعتی.

تئوری فناوری:

فشار، خواص نوری فیبر نوری یا حسگر را تغییر می دهد.

صدای برق را نشنید.

فناوری MEMS (سیستم های میکرو الکترومکانیکی):

سنسورهای میکروسیستم در ابعاد بسیار کوچک تولید می شوند.

کاربرد در لوازم الکترونیکی مصرفی، پزشکی و هوانوردی.

مزایای استفاده از سنسور فشار

اندازه گیری دقیق: توانایی نظارت بر فشار با دقت بالا.
https://daneshyari.com/%D8%A8%D8%AE%D8%B4-%D8%B9%D9%84%D9%85-%D8%AA%DA%A9%D9%86%D9%88%D9%84%D9%88%DA%98%DB%8C-4/6501-%D8%B3%D9%86%D8%B3%D9%88%D8%B1-%D9%81%D8%B4%D8%A7%D8%B1-%D8%A7%D8%B5%D9%88%D9%84-%D8%B9%D9%85%D9%84%DA%A9%D8%B1%D8%AF-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF%D9%87%D8%A7
افزایش ایمنی: کنترل فشار برای جلوگیری از شکستگی یا حوادث.

انعطاف پذیری: قابلیت استفاده در محیط ها و صنایع مختلف.

اندازه گیری مداوم: امکان نظارت بر فشار در زمان واقعی.

کاهش هزینه: از خرابی تجهیزات جلوگیری کنید و نیاز به تعمیرات را کاهش دهید.

چالش ها و محدودیت های سنسورهای فشار

حساسیت به دما: تغییرات دما می تواند بر دقت اندازه گیری تأثیر بگذارد.

کالیبراسیون: برای حفظ دقت به کالیبراسیون منظم نیاز دارد.

محدوده فشار: هر سنسور محدوده فشار خاصی را اندازه گیری می کند.

هزینه: سنسورهای با کیفیت بالا ممکن است گران باشند.

مقاومت در برابر محیط های خورنده: مواد بادوام تری در محیط های خشن مورد نیاز است.

نحوه انتخاب سنسور فشار مناسب

انتخاب سنسور فشار به الزامات کاربرد و شرایط محیطی بستگی دارد. نکات اصلی عبارتند از:

محدوده فشار: سنسوری را انتخاب کنید که محدوده فشار مورد نیاز را پوشش دهد.

نوع چاپ: مطلق، استاندارد یا متغیر.

دقت: بر اساس حساسیت و نیاز به دقت بالا.

شرایط محیطی: دما، رطوبت و مقاومت در برابر خوردگی.

خروجی: نوع سیگنال خروجی (ولتاژ، جریان یا دیجیتال).

ابعاد و نصب: ابعاد سنسور و سازگاری سیستم.

پیشرفت تکنولوژی در سنسورهای فشار

با پیشرفت تکنولوژی، سنسورهای فشار هوشمندتر می شوند. نوآوری ها عبارتند از:

حسگرهای بی سیم: داده ها را به صورت بی سیم انتقال می دهند تا نیاز به کابل را کاهش دهند.

سنسورهای هوشمند: توانایی پردازش داده ها و ارسال اطلاعات اضافی مانند دما و شرایط محیطی.

مصرف برق کم: سنسورهایی با مصرف برق کم برای استفاده طولانی مدت.

فناوری MEMS: ساخت سنسورهای بسیار کوچک با دقت بالا.

d"enn

گیج فشار یکی از مهمترین ابزارهای اندازه گیری در توسعه صنعتی و فناوری است. از سرعت سنجی در خودروها و تجهیزات پزشکی گرفته تا پایش انرژی در صنایع سنگین، این دستگاه نقش مهمی در