Capteur de pression et types de mesures de pression

A capteur de pression est un appareil ou un appareil qui peut détecter les signaux de pression et convertir les signaux de pression en signaux électriques de sortie utilisables en fonction de certaines règles.Un capteur de pression se compose généralement d'un élément sensible à la pression et d'une unité de traitement du signal. Selon les différents types de pression d'essai, les capteurs de pression peuvent être divisés en capteurs de pression de jauge, capteurs de pression différentielle et capteurs de pression absolue.Les capteurs de pression sont les capteurs les plus couramment utilisés dans la pratique industrielle. Machine-outils, pipelines et de nombreuses autres industries.Un capteur de pression est un dispositif qui mesure la pression d'un gaz ou d'un liquide. La pression représente la force requise pour empêcher un fluide de se développer, généralement exprimé en force par unité de zone. Un capteur de pression agit généralement comme un transducteur; il génère un signal Sur la pression appliquée. Aux fins des présentes, ces signaux sont des signaux électriques.Les capteurs de pression sont utilisés pour le contrôle et la surveillance dans des milliers d'applications quotidiennes. , Transducteurs de pression, indicateurs de pression, jauges de pression et manomètres, entre autres noms.Les capteurs de pression peuvent varier considérablement en technologie, en conception, en performance, en pertinence des applications et en un coût conservateur, il existe probablement plus de 50 technologies et au moins 300 entreprises créant des capteurs de pression dans le monde.Il existe également une classe de capteurs de pression conçus pour mesurer en mode dynamique pour saisir des changements de pression à très haute vitesse. Exemple d'applications pour ces capteurs comprennent la mesure de la pression de combustion dans les cylindres de moteur ou les turbines à gaz. Ces capteurs sont généralement en matériaux piézoélectriques tels que le quartz .Certains capteurs de pression sont des interrupteurs de pression qui s'allument ou désactivent à une pression spécifique. Par exemple, une pompe à eau peut être contrôlée par un interrupteur de pression afin qu'elle commence lorsque le système décharge de l'eau, réduisant la pression dans le réservoir.

Types de mesures de pression

Les capteurs de pression peuvent être classés en fonction de la plage de pression qu'ils mesurent, de la plage de température dans laquelle ils fonctionnent et surtout du type de pression qu'ils mesurent. Les capteurs de pression ont des noms différents en fonction de ce pour quoi ils sont utilisés, mais la même technologie peut être utilisée par différents noms.

Capteur de pression absolue

Ce capteur mesure la pression par rapport à un vide parfait. Des capteurs de pression absolute sont utilisés dans des applications nécessitant une référence constante telle que les applications industrielles à haute performance telles que la surveillance des pompes à vide, la mesure de la pression liquide, l'emballage industriel, le contrôle des processus industriels et l'inspection aérospatiale.

Capteur de pression de jauge

Ce capteur mesure la pression par rapport à la pression atmosphérique. Une jauge de pneu est un exemple de mesure de la pression de jauge; lorsqu'il indique zéro, il mesure la même pression que la pression ambiante. La plupart des capteurs pour mesurer jusqu'à 50 bar sont fabriqués de cette manière, Sinon, les fluctuations de la pression atmosphérique (météo) se refléteraient comme des erreurs dans les résultats de mesure.

Capteur de pression sous vide

Ce terme peut être déroutant.

Capteur de pression différentielle

Ce capteur mesure la différence entre deux pressions, une attachée de chaque côté du capteur. le liquide) ou le débit (en mesurant le changement de pression dans une restriction). Techniquement, la plupart des capteurs de pression sont en fait des capteurs de pression différentiels; Par exemple, un capteur de pression de jauge n'est qu'un capteur de pression différentielle avec un côté ouvert à l'atmosphère ambiante.

Capteur de pression scellé

Ce capteur est similaire à un capteur de pression de jauge, sauf qu'il mesure la pression par rapport à une pression fixe plutôt qu'à la pression atmosphérique ambiante (qui varie en fonction de l'emplacement et du temps).

Technologie de détection de pression

Il existe deux catégories de base de capteurs de pression analogique,Types de récolteurs de force Ces types de transducteurs de pression électronique utilisent généralement une récolteuse de force (comme un diaphragme, un piston, un tube de bourdon ou un soufflet) pour mesurer la déformation (ou la déviation) en raison de l'application d'une force sur une zone (pression).

Jauge de déformation piézorésistive

En utilisant l'effet piézorésistif des jauges de déformation liées ou formées pour détecter la déformation induite par la pression appliquée, la résistance augmente à mesure que la pression déforme le matériau. Les types de technologie courants sont le silicium (monocristal), le film mince de polysilicon, le papier métallique lié, le film épais, le silicium sur du saphir et le film mince pulvérisé. En règle générale, les jauges de déformation sont connectées pour former un circuit de pont de Wheatstone pour maximiser la sortie du capteur et réduire la sensibilité à l'erreur. C'est la technologie de détection la plus couramment utilisée pour la mesure générale de la pression.

Capacitif

Un diaphragme et une chambre de pression sont utilisés pour créer un condensateur variable pour détecter la déformation due à la pression appliquée, la capacité diminuant à mesure que la pression se déforme les technologies de pression commandées en métal, en céramique et en silicium. La technologie CMOS et la possibilité d'utiliser des matériaux 2D minces.

Électromagnétique

Mesure du déplacement du diaphragme via des changements d'inductance (magnétoresistive), du LVDT, de l'effet du hall ou des principes de courant de Foucault.

Piézoélectrique

L'effet piézoélectrique dans certains matériaux tels que le quartz est utilisé pour mesurer la déformation sur le mécanisme de détection dû à la pression. Cette technique est couramment utilisée pour mesurer des pressions dynamiques élevées. Le principe de base est dynamique, les capteurs piézoélectriques ne peuvent pas mesurer la pression statique.

Jauge de déformation

Les capteurs de pression basés sur la jauge de déformation utilisent également des éléments sensibles à la pression avec des jauges de contrainte métalliques collées sur ou des jauges de film minces appliquées par pulvérisation. rigidité et capacité à mesurer les pressions maximales jusqu'à 15 000 bar. La connexion électrique se fait généralement avec un pont de Wheatstone, qui amplifie le puits du signal et obtient des mesures précises et constantes.

Optique

Les techniques incluent l'utilisation de changements physiques dans les fibres optiques pour détecter la déformation due à la pression appliquée. Un exemple courant de ce type est l'utilisation de réductions de fibre de bragg. Cette technique est utilisée dans des applications difficiles où les mesures peuvent être à de grandes distances, à des températures élevées, ou peut bénéficier d'une immunité EMI inhérente. Une autre technique similaire utilise une construction multicouche de films élastiques qui peuvent modifier la longueur d'onde réfléchie en réponse à la pression appliquée (déformation).

Potentiométrique

En utilisant le mouvement de l'essuie-glace le long du mécanisme de résistance pour détecter la déformation induite par la pression appliquée.

Équilibrage de la force

Les tubes de bourdon de silice fusionnés de la force utilisent un tube de Bourdon hélicoïdal pour appliquer une force sur une armature rotative contenant un miroir, un faisceau de lumière réfléchie à partir du miroir détecte le déplacement angulaire, un courant est appliqué à l'électroaim de l'armature pour éliminer la force À partir du tube et le déplacement angulaire est rendu zéro et le courant appliqué à la bobine est utilisé comme valeur mesurée. Ces capteurs sont précis à environ 1 ppm de grande échelle en raison des propriétés mécaniques et thermiques extrêmement stables et reproductibles de la silice fusionnée et de la silice fusionnée et de la silice fusionnée et de la silice fusionnée et L'équilibre de la force qui élimine la plupart des effets non linéaires. Parce que les structures de silice fusionnées extrêmement fines faites à la main nécessitent des compétences spécialisées pour construire ces capteurs sont généralement limités à des fins scientifiques et d'étalonnage. Les capteurs non équilibrés sans force ont une précision plus faible et ne peuvent pas lire le déplacement angulaire avec la même précision que les mesures équilibrées en force, bien que ces capteurs ne soient plus utilisés en raison de leur taille plus grande et de leur construction plus facile.

Autres types

• Résonnant

• Thermique

• Ionization