Spiediens tiek definēts kā izmērīts lielums: to var raksturot kā spēku, ko šķidrums vai gāze iedarbojas uz virsmu, un to parasti mēra kā spēku uz laukuma vienību. Parastās mērvienības ir Pascal (Pa), Bar (bar), N/mm² vai psi (mārciņas uz kvadrātcollu).
Sensora definīcija: sensors ir ierīce, kas mēra fizisko daudzumu un pārvērš to signālā. Mērītais lielums var būt temperatūra, garums, spēks vai spiediens utt. Signāls parasti ir elektrisks signāls, taču tas var būt arī optisks signāls.
Spiediena sensora definīcija: spiediena sensors ir instruments, kas sastāv no spiediena{0}}jutīgiem elementiem, kas nosaka sensoram pielietoto faktisko spiedienu (izmantojot dažādus darbības principus) un pārvērš spiediena informāciju izejas signālā.
Spiediena mērīšanas principi
Spiediena sensori izmanto dažādas metodes, lai nodrošinātu precīzus rezultātus.
Spiediena sensori, kuru pamatā ir deformācijas-:** tajos kā spiediena{1}}jutīgs elements tiek izmantoti deformācijas mērītāji, ko parasti iegūst, savienojot metāla folijas deformācijas mērītāju vai diafragmu ar cilindrisku elastomēru. Spiediena sensoru, kuru pamatā ir deformācija, lielākā priekšrocība ir to ārkārtīgi augstā stingrība, kas ļauj izmērīt spiedienu līdz 15 000 bar. Elektriskie savienojumi parasti tiek veikti, izmantojot Vitstonas tiltu, kā rezultātā tiek iegūti ļoti precīzi un konsekventi mērījumi.
Kapacitatīvie spiediena sensori:** tie izmanto spiediena kameru un diafragmu, lai ģenerētu mainīgu kapacitāti. Piespiežot, diafragma deformējas, un kapacitāte attiecīgi samazinās. Pēc tam caur mērīšanas ķēdi tiek izvadīts no sprieguma -atkarīgs elektriskais signāls. Šie sensori ir ierobežoti līdz zemam spiedienam aptuveni 40 bar.
Pjezorezistīvie spiediena sensori:** tie sastāv no diafragmas, kas galvenokārt izgatavota no silīcija, izmantojot integrētu deformācijas mērītāju, lai noteiktu pieliktā spiediena radīto deformāciju. Wheatstone tiltu parasti izmanto, lai samazinātu jutību un palielinātu jaudu. Izmantoto materiālu dēļ spiediens ir ierobežots līdz aptuveni 1000 bāriem.
Atšķirībā no iepriekšminētajiem paņēmieniem rezonanses spiediena sensori izmanto mērīšanas mehānisma rezonanses frekvences izmaiņas, lai mērītu pieliktā spiediena radīto spriegumu.** Šāda veida sensoru konstrukcijā rezonanses elementu var pakļaut vides iedarbībai, kur rezonanses frekvence ir atkarīga no vides blīvuma. Šie sensori parasti ir jutīgi pret triecieniem un vibrācijām.
Citi spiediena sensori, kuriem netiek izmantots mērīšanas korpuss, ietver termiskos vai jonizācijas spiediena sensorus, kas izmantotā spiediena mērīšanai izmanto blīvuma izmaiņas lādētu daļiņu plūsmas dēļ.
Spiediena mērīšanas kategorijas
Spiediena sensorus var klasificēt vairākos veidos, tostarp pēc to mērītā spiediena diapazona, darba temperatūras diapazona vai mērītā spiediena veida.
Absolūtā spiediena sensors: mēra spiedienu attiecībā pret atskaites kameru (tuvu vakuumam).
Manometra spiediena sensors: vai relatīvā spiediena sensors, ko izmanto spiediena mērīšanai attiecībā pret pašreizējo atmosfēras spiedienu.
Aizzīmogots manometriskā spiediena sensors: līdzīgs manometra spiediena sensoram, taču tas mēra spiedienu attiecībā pret fiksētu spiedienu, nevis pašreizējo atmosfēras spiedienu.
Diferenciālais spiediena sensors: nosaka atšķirību starp diviem spiedieniem, un to var izmantot, lai izmērītu spiediena kritumu, šķidruma līmeni un plūsmas ātrumu utt.
Būtiska absolūtā spiediena sensoru priekšrocība ir tā, ka tos vienmēr mēra pret vienu un to pašu atsauces spiedienu (vakuumu), un tāpēc tos neietekmē atmosfēras spiediena un temperatūras izmaiņas.
