Áp suất được định nghĩa là một đại lượng đo được: nó có thể được mô tả là lực tác dụng bởi chất lỏng hoặc khí lên bề mặt và nó thường được đo bằng lực trên một đơn vị diện tích. Các đơn vị phổ biến là Pascal (Pa), Bar (bar), N/mm2 hoặc psi ( pound trên inch vuông).
Định nghĩa cảm biến: Cảm biến là thiết bị đo một đại lượng vật lý và chuyển đổi nó thành tín hiệu. Đại lượng đo được có thể là nhiệt độ, độ dài, lực hoặc áp suất, v.v. Tín hiệu thường là tín hiệu điện, nhưng cũng có thể là tín hiệu quang.
Định nghĩa cảm biến áp suất: Cảm biến áp suất là một công cụ bao gồm các phần tử nhạy áp-nhạy cảm với áp suất nhằm xác định áp suất thực tế áp dụng cho cảm biến (sử dụng các nguyên tắc vận hành khác nhau) và chuyển đổi thông tin áp suất thành tín hiệu đầu ra.
Nguyên tắc đo áp suất
Cảm biến áp suất sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để cung cấp kết quả chính xác.
Cảm biến áp suất dựa trên biến dạng:** Các cảm biến này sử dụng máy đo biến dạng làm phần tử nhạy cảm với áp suất, thường đạt được bằng cách liên kết máy đo biến dạng lá kim loại hoặc màng ngăn với chất đàn hồi hình trụ. Ưu điểm lớn nhất của cảm biến áp suất dựa trên biến dạng-là độ cứng cực cao, cho phép đo áp suất lên tới 15.000 bar. Các kết nối điện thường được thực hiện bằng cầu Wheatstone, mang lại kết quả đo nhất quán và chính xác cao.
Cảm biến áp suất điện dung:** Chúng sử dụng buồng áp suất và màng ngăn để tạo ra điện dung thay đổi. Khi có áp suất tác dụng, màng ngăn sẽ biến dạng và điện dung sẽ giảm theo. Sau đó, tín hiệu điện phụ thuộc vào điện áp- sẽ được phát ra qua mạch đo. Những cảm biến này được giới hạn ở áp suất thấp khoảng 40 bar.
Cảm biến áp suất áp điện:** Chúng bao gồm một màng ngăn chủ yếu được làm bằng silicon, sử dụng máy đo biến dạng tích hợp để phát hiện biến dạng do áp suất tác dụng gây ra. Cầu Wheatstone thường được sử dụng để giảm độ nhạy và tăng sản lượng. Do vật liệu được sử dụng, áp suất được giới hạn ở khoảng 1000 bar.
Không giống như các kỹ thuật trên, cảm biến áp suất cộng hưởng sử dụng những thay đổi trong tần số cộng hưởng của cơ chế đo để đo ứng suất do áp suất tác dụng gây ra.** Trong loại thiết kế cảm biến này, phần tử cộng hưởng có thể tiếp xúc với môi trường, trong đó tần số cộng hưởng phụ thuộc vào mật độ của môi trường. Những cảm biến này thường nhạy cảm với những cú sốc và rung động.
Các cảm biến áp suất khác không sử dụng thân đo bao gồm cảm biến nhiệt hoặc áp suất ion hóa, sử dụng sự thay đổi mật độ do dòng hạt tích điện để đo áp suất tác dụng.
Hạng mục đo áp suất
Cảm biến áp suất có thể được phân loại theo nhiều cách, bao gồm theo phạm vi áp suất mà chúng đo được, phạm vi nhiệt độ hoạt động hoặc loại áp suất mà chúng đo được.
Cảm biến áp suất tuyệt đối: Đo áp suất tương đối so với buồng tham chiếu (gần chân không).
Cảm biến đo áp suất: Hoặc cảm biến áp suất tương đối, dùng để đo áp suất tương đối với áp suất khí quyển hiện tại.
Cảm biến áp suất đo kín: Tương tự như cảm biến áp suất đo, nhưng nó đo áp suất tương đối với áp suất cố định thay vì áp suất khí quyển hiện tại.
Cảm biến áp suất chênh lệch: Xác định sự chênh lệch giữa hai áp suất và có thể được sử dụng để đo độ giảm áp suất, mức chất lỏng và tốc độ dòng chảy, v.v.
Một lợi thế đáng kể của cảm biến áp suất tuyệt đối là chúng luôn được đo dựa trên cùng áp suất tham chiếu (chân không) và do đó không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về áp suất và nhiệt độ khí quyển.
