Τι είναι οι αισθητήρες πίεσης;

Οι αισθητήρες πίεσης έχουν ζητήσει από την έλευση της εποχής του ατμού.Δισεκατομμύρια τέτοιων αισθητήρων χρησιμοποιούνται καθημερινά για την παρακολούθηση της πίεσης των υγρών σε σωλήνες, κινητήρες, υδραυλικά ή στη φύση.Χρησιμοποιούνται επίσης εξειδικευμένοι αισθητήρες για τον προσδιορισμό της πίεσης των στερεών ή των αερίων.Ένας τυπικός αισθητήρας πίεσης είναι περίπου μια κυβική ίντσα σε μέγεθος, αν και μερικοί μπορεί να είναι εκατό ή περισσότερες φορές μικρότερες, για παράδειγμα εκείνες που χρησιμοποιούνται σε μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα. Οι περισσότεροι σύγχρονοι αισθητήρες πίεσης λειτουργούν με βάση μια αρχή που ονομάζεται piezoresistance.Η πίεση προκαλεί ένα υλικό για τη διεξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με ορισμένο ρυθμό, οδηγώντας σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο ροής φορτίου που σχετίζεται με ένα συγκεκριμένο επίπεδο πίεσης.Αυτή η φόρτιση τροφοδοτείται σε ένα σύρμα που οδηγεί σε έναν πίνακα ελέγχου και οθόνη για ανθρώπινη ανάλυση.

Οι συμβατικοί αισθητήρες πίεσης χρησιμοποιούν αντιστάσεις φιλμ, μετρητές τάσης, κράματα μετάλλων ή πολυκρυσταλλικούς ημιαγωγούς ως μέσια αντίστασης.Αυτά τα υλικά διεξάγουν περισσότερο ή λιγότερο ηλεκτρικό ρεύμα με βάση τις γεωμετρικές παραμορφώσεις στη δομή τους.Επειδή μια γραμμική αύξηση της πίεσης δεν οδηγεί σε γραμμικό μέγεθος στην παραμόρφωση, οι τεχνικές βαθμονόμησης πρέπει να χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της πραγματικής πίεσης.Αυτά είναι ενσωματωμένα στη συντριπτική πλειονότητα των συστημάτων.

Σε πιο ευαίσθητους αισθητήρες πίεσης που βασίζονται σε μονοκρυσταλλικούς ημιαγωγούς, οι οποίοι κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας συμβατική τεχνολογία ημιαγωγών, οι μικροσκοπικές παραμορφώσεις μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες αλλαγές στην αντίσταση.Η μεταβολή της αντίστασης δεν βασίζεται σε γεωμετρικές παραμορφώσεις στο αγώγιμο υλικό, αλλά σε μικρότερους, πιο ευαίσθητους δομικούς στρεβλωμένους.Ο ένας είναι ένας απόλυτος αισθητήρας πίεσης, ο οποίος μετρά την απόλυτη πίεση χρησιμοποιώντας ένα κενό ως σημείο αναφοράς.Ένας άλλος είναι ένας αισθητήρας gage, ο οποίος μετρά την πίεση με αναφορά στην ατμοσφαιρική πίεση του περιβάλλοντος.Υπάρχουν επίσης αισθητήρες διαφορικής πίεσης, οι οποίοι μετράνε τη διαφορά πίεσης μεταξύ δύο επαφών

Συνήθως, υπάρχει ένα μέσο που μεσολαβεί μεταξύ του υγρού που μετράται και του ίδιου του αισθητήρα πίεσης.Χρησιμοποιείται συχνά ένα μεταλλικό διάφραγμα ή ερμητικά σφραγισμένο θάλαμο υγρού.Ειδικά κατά τη μέτρηση της πίεσης των πτητικών ή διαβρωτικών υλικών, όπως το καυτό λάδι σε έναν κινητήρα, χρησιμοποιείται ένα ενδιάμεσο στρώμα για την αποφυγή βλάβης στη λεπτή συσκευή ανίχνευσης.Εκτός από την σχεδόν πανταχού παρούσα χρήση του εξοπλισμού επεξεργασίας, οι αισθητήρες πίεσης χρησιμοποιούνται επίσης από φυσιοδίφες για τον προσδιορισμό μεταβλητών όπως το βάθος ενός πακέτου πάγου ή την πυκνότητα ενός στρώματος βράχου.