Ce sunt senzorii de presiune?

Senzorii de presiune au fost solicitați încă de la apariția erei aburului. Miliarde de astfel de senzori sunt folosiți zilnic pentru a monitoriza presiunea fluidelor din țevi, motoare, hidraulice sau în natură. Senzorii specializați sunt, de asemenea, utilizați pentru a determina presiunea solidelor sau gazelor. Un senzor de presiune tipic are o dimensiune de aproximativ un inch cub, deși unii pot fi de o sută sau mai multe ori mai mici, de exemplu cei utilizați în sistemele microelectromecanice.

Majoritatea senzorilor de presiune moderni funcționează pe baza unui principiu numit piezorrezistență. Presiunea face ca un material să conducă electricitatea la o anumită rată, ceea ce duce la un anumit nivel de flux de sarcină asociat cu un anumit nivel de presiune. Această încărcare este alimentată la un fir care duce la un panou de control și un afișaj pentru analiză umană.

Senzorii de presiune convenționali folosesc ca medii rezistive rezistențe de film, jale de tensiometru, aliaje metalice sau semiconductori policristalini. Aceste materiale conduc mai mult sau mai puțin electricitatea pe baza deformațiilor geometrice din structura lor. Deoarece o creștere liniară a presiunii nu duce la o magnitudine liniară a deformației, tehnicile de calibrare trebuie utilizate pentru a determina presiunea reală. Acestea sunt încorporate în marea majoritate a sistemelor.

La senzorii de presiune mai sensibili bazați pe semiconductori monocristalini, care sunt fabricați folosind tehnologia semiconductoare convențională, deformațiile mici pot da naștere la schimbări mari ale rezistenței. Modificarea rezistenței nu se bazează pe deformațiile geometrice ale materialului conducător, ci pe deformarea structurală mai mică și mai delicată.

Există mai multe tipuri diferite de senzori de presiune. Unul este un senzor de presiune absolută, care măsoară presiunea absolută folosind un vid ca punct de referință. Un altul este un senzor manometru, care măsoară presiunea prin referire la presiunea atmosferică ambientală. Există și senzori de presiune diferențială, care măsoară diferența de presiune dintre două contacte.

De obicei, există un mediu de intervenție între fluidul măsurat și senzorul de presiune însuși. Este adesea folosită o diafragmă metalică sau o cameră de fluid etanșată ermetic. În special atunci când se măsoară presiunea materialelor volatile sau corozive, cum ar fi uleiul fierbinte într-un motor, se folosește un strat intermediar pentru a preveni deteriorarea dispozitivului delicat de detectare. Pe lângă utilizarea lor aproape omniprezentă în echipamentele de proces, senzorii de presiune sunt utilizați și de către naturaliști pentru a determina variabile precum adâncimea unui pachet de gheață sau densitatea unui strat de rocă.