سنسور فشار
سنور فشار :سنسورها به عنوان عناصر حساسیتی که تغییرات فیزیکی مختلف را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند، در انواع صنایع و کاربردها به کار گرفته می‌شوند. در این مقاله، به معرفی و بررسی سنسور فشار می‌پردازیم. سنسور فشار یکی از انواع پرکاربرد سنسورها است که در بسیاری از صنایع و دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اصول عمل و کاربردهای مختلف این سنسورها در ادامه بیان خواهد شد.
انواع سنسورهای فشار
1. سنسورهای فشار مکانیکی
این نوع سنسورها از تغییرات مکانیکی در پاسخ به فشار محیط استفاده می‌کنند. در این دسته، سه نوع معمولی سنسور وجود دارد:
– سنسورهای کیوسن
این سنسورها از تغییر مکان مستقیم بر اثر فشار استفاده می‌کنند. تغییر مکان در سیستم‌های مکانیکی، به تغییر مقاومت الکتریکی منجر می‌شود که به عنوان سیگنال خروجی به‌کار می‌رود.
– سنسورهای ممبران
این سنسورها شامل ممبران‌هایی هستند که به فشار خارجی حساس هستند و با انحنای ممبران، تغییرات فشار را به تغییرات مقاومت الکتریکی تبدیل می‌کنند.
– سنسورهای لوله‌ای
این نوع سنسورها از تغییرات حجم داخل یک لوله یا محفظه به عنوان نشانه‌گر فشار استفاده می‌کنند و با انتقال مایع به یک محفظه‌ی دیگر، تغییرات فشار را به تغییرات مکانیکی تبدیل می‌کنند.
2. سنسورهای فشار الکترونیکی
در این دسته از سنسورها، تغییرات فشار به تغییرات الکتریکی منجر می‌شود. این نوع سنسورها دقت بالاتری نسبت به سنسورهای فشار مکانیکی دارند. انواع معمولی سنسورهای فشار الکترونیکی عبارتند از:
– سنسورهای پیزورزیستیو
این سنسورها از تغییر مقاومت الکتریکی به واسطه‌ی تغییر مکان کریستال‌های پیزوالکتریک بر اثر فشار استفاده می‌کنند.
– سنسورهای استرین ژیج:
این سنسورها از تغییر مقاومت الکتریکی بر اثر تغییرات مکانیکی در مواد استرین ژیج به عنوان سیگنال خروجی استفاده می‌کنند.
3. سنسورهای فشار پیزوالکتریک
این نوع سنسورها بر اساس خواص مکانیکی مواد پیزوالکتریک کار می‌کنند. مواد پیزوالکتریک تغییر شکل می‌دهند و تولید برق در پاسخ به فشار یا لرزش محیط ممکن می‌شود. این سنسورها برای اندازه‌گیری فشارها و لرزش‌های ناشی از اهتزازها استفاده می‌شوند.
اصول عملکرد سنسورهای فشار
سنسورهای فشار، تغییرات فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند. این تغییرات فشار می‌توانند ناشی از نیروهای مکانیکی، سیالات، گازها و یا انواع انرژی‌های فیزیکی دیگر باشند. سنسورهای فشار بر اساس اصول مختلفی عمل می‌کنند که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
1. اصل پیزوالکتریک:
در این نوع سنسورها، مواد پیزوالکتریک برای تبدیل فشار مکانیکی به سیگنال الکتریکی استفاده می‌شوند. این مواد، با تغییر شکل فشار به شدت الکتریکی متناسب با آن پاسخ می‌دهند.
2. اصل تنظیم مقاومت:
در این نوع سنسورها، تغییر فشار موجب تغییر مقاومت الکتریکی ماده حساسه می‌شود. این تغییر مقاومت منجر به تولید سیگنال خروجی متناسب با فشار اعمال شده می‌شود.
3. اصل ممان:
در این نوع سنسورها، فشار مکانیکی باعث انحراف ممانی (انحناء، انقباض یا انبساط) در ماده حساسه می‌شود. این انحراف ممانی سیگنال الکتریکی تولید می‌کند.
4. اصل کپستانس:
در این نوع سنسورها، تغییر فشار موجب تغییر ظرفیت کپستانس ماده حساسه می‌شود. این تغییر ظرفیت الکتریکی منجر به تولید سیگنال خروجی می‌شود.
کاربردهای سنسور فشار
سنسورهای فشار به علت قابلیت اندازه‌گیری دقیق و مستمر فشارهای مختلف، در بسیاری از صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از کاربردهای مهم این سنسورها عبارتند از:
1. خودروسازی:
در صنعت خودروسازی، سنسورهای فشار جهت اندازه‌گیری فشار روغن موتور، فشار تایرها و یا فشار سیستم‌های ترمز استفاده می‌شوند.
2. صنعت نفت و گاز
در این صنعت نفت و گاز ، سنسورهای فشار جهت اندازه‌گیری فشار لوله‌ها، مخازن نفتی، و یا سیستم‌های گازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
3. صنعت پزشکی:
در صنعت پزشکی سنسورهای فشار در ابزارهای پزشکی مانند مانومترها، سنسورهای فشار خون و یا اندازه‌گیرهای ضربان قلب استفاده می‌شوند.
4. صنعت هوا و فضا:
در این صنعت هوا و فضا ، از سنسورهای فشار جهت اندازه‌گیری فشار محیط و یا فشار مخازن مختلف استفاده می‌شود.
سنسورهای فشار به عنوان ابزارهای بسیار مهم و حیاتی در اندازه‌گیری فشارهای مختلف و کنترل فرآیندها، در صنایع مختلف به کار می‌روند. این سنسورها با اصول عمل مختلفی کار می‌کنند و در بسیاری از زمینه‌ها اهمیت زیادی دارند. امیدواریم که این مقاله به درک بهتر از کاربردها و اصول عمل سنسورهای فشار کمک کرده باشد.
