Koje se vrste senzora koriste za mjerenje tlaka?
Vrste senzora tlaka:
Senzori tlaka ključne su komponente u raznim industrijama, od automobilske do zrakoplovne, mjereći silu primijenjenu na određeno područje. Dolaze u brojnim vrstama, od kojih je svaka prikladna za posebne primjene na temelju svog principa rada, raspona tlaka, točnosti i cijene. Evo nekih od najčešćih vrsta:
1. Senzori tlaka mjerača naprezanja:
* Načelo: Ovi senzori koriste promjenu električnog otpora mjerača naprezanja zbog deformacije dijafragme ili konzolne grede pod pritiskom.
* Vrste:
* Spojeni mjerač naprezanja: Mjerila naprezanja izravno su spojena na senzorski element.
* Nevezani mjerač naprezanja: Mjerači naprezanja nisu spojeni na senzorski element, već su spojeni na dijafragmu putem mehaničke veze.
* Prednosti: Visoka točnost, dobra linearnost, širok raspon tlaka, niska cijena.
* Protiv: Osjetljivi na temperaturne fluktuacije, zahtijevaju pažljivu kalibraciju, ograničeni u visokofrekventnim primjenama.
2. Piezorezistivni senzori tlaka:
* Načelo: Ovi senzori koriste promjenu u električnom otporu piezorezistivnog materijala (npr. silicija) zbog pritiska koji se na njega primjenjuje.
* Vrste:
* Silicijska dijafragma: Kao osjetni element koristi se silikonska dijafragma.
* Pijezootporni na čipu: Piezootporni elementi integrirani su na silikonskom čipu.
* Prednosti: Visoka osjetljivost, brzo vrijeme odziva, niska potrošnja energije, dobro za visokofrekventne aplikacije.
* Protiv: Ograničeni raspon tlaka, osjetljiv na temperaturne varijacije, skuplji od senzora za mjerenje naprezanja.
3. Kapacitivni senzori tlaka:
* Načelo: Ovi senzori mjere promjenu kapacitivnosti između dviju elektroda odvojenih dielektričnim materijalom koji se deformira pod pritiskom.
* Vrste:
* Dijafragma: Dijafragma djeluje kao dielektrični materijal.
* Promjenjivi kondenzator: Za mjerenje tlaka koristi se kondenzator promjenjivog kapaciteta.
* Prednosti: Visoka točnost, dobra linearnost, širok raspon tlaka, dobar za visokofrekventne primjene.
* Protiv: Na njega mogu utjecati promjene temperature, složeniji dizajn, viši troškovi.
4. Piezoelektrični senzori tlaka:
* Načelo: Ovi senzori stvaraju električni naboj proporcionalan pritisku koji se primjenjuje na piezoelektrični materijal (npr. kvarc ili keramiku).
* Vrste:
* Osjetljivost sile: Ovi senzori mjere tlak izravno primijenjen na piezoelektrični materijal.
* Otkrivanje ubrzanja: Ovi senzori pretvaraju tlak u ubrzanje, koje zatim mjeri piezoelektrični element.
* Prednosti: Visoka osjetljivost, brzo vrijeme odziva, dobro za dinamička mjerenja.
* Protiv: Ograničeni raspon tlaka, osjetljiv na temperaturne varijacije, visoka cijena.
5. Rezonantni senzori tlaka:
* Načelo: Ovi senzori mjere promjenu rezonantne frekvencije vibrirajućeg elementa (npr. konzolne grede ili vilice za ugađanje) zbog pritiska koji se na njega primjenjuje.
* Prednosti: Visoka točnost, dobra linearnost, širok raspon tlaka, izvrsna dugoročna stabilnost.
* Protiv: Složen dizajn, viši trošak, ograničen na specifične primjene.
6. Optički senzori tlaka:
* Načelo: Ovi senzori mjere promjenu intenziteta svjetlosti ili valne duljine zbog deformacije membrane ili optičkog kabela uzrokovane pritiskom.
* Vrste:
* Optička vlakna: Svjetlost se prenosi kroz optički kabel, a tlakom izazvana promjena intenziteta svjetlosti se mjeri.
* MEMS: Mikroelektro-mehanički sustavi (MEMS) koriste se za otkrivanje deformacija izazvanih pritiskom i njihovo prenošenje na izvor svjetlosti.
* Prednosti: Visoka osjetljivost, dobra linearnost, širok raspon tlaka, otporan na elektromagnetske smetnje.
* Protiv: Visoka cijena, složen dizajn, ograničena dostupnost.
7. Ostale vrste senzora tlaka:
* Senzori diferencijalnog tlaka: Izmjerite razliku tlaka između dvije točke.
* Senzori apsolutnog tlaka: Izmjerite tlak u odnosu na vakuum.
* Senzori mjernog tlaka: Izmjerite tlak u odnosu na atmosferski tlak.
* Senzori vakuumskog tlaka: Mjerite tlak ispod atmosferskog tlaka.
Odabir pravog senzora tlaka:
Odabir pravog senzora tlaka ovisi o specifičnoj primjeni, uključujući:
* Raspon tlaka: Tlak koji senzor treba mjeriti.
* Točnost i rezolucija: Željena razina preciznosti.
* Vrijeme odgovora: Brzina potrebna za otkrivanje promjena tlaka.
* Raspon temperature: Radna temperatura okoline.
* Cijena: Proračun za senzor.
Ovaj popis pruža opći pregled različitih vrsta senzora tlaka. Svaki tip senzora nudi prednosti i nedostatke, a izbor ovisi o specifičnim zahtjevima primjene.