Nella tecnologia moderna e nelle applicazioni industriali, i sensori di pressione svolgono un ruolo importante come importanti strumenti di misurazione. Tra questi, i sensori di pressione relativa, i sensori di pressione differenziale e i sensori di pressione assoluta sono i tre sensori principali nel campo della misurazione della pressione grazie alle loro funzioni uniche e all'ampia gamma di applicazioni. In questo articolo discuteremo in modo approfondito le definizioni, i principi operativi, gli oggetti di misurazione, gli scenari applicativi e le differenze tra questi tre sensori.
Sommario
Sensore di pressione del calibro
Definizione e principio operativo
Un sensore di pressione relativa è un sensore che misura la pressione relativa, cioè il valore della pressione rispetto alla pressione atmosferica. Solitamente è costituito da un elemento sensibile (ad esempio un estensimetro o un elemento piezoresistivo) e un circuito elettronico che converte la pressione in un segnale di telecomunicazione. Quando viene applicata una pressione esterna all'elemento sensibile, l'elemento subisce una piccola deformazione, con conseguente variazione del valore della resistenza, che viene misurato dal circuito elettronico e convertito in un segnale di telecomunicazione correlato alla pressione.
Principio operativo
I sensori di pressione relativa si basano sulla pressione atmosferica e le letture della pressione sono relative alla differenza di pressione atmosferica. Se ad esempio il sensore visualizza un valore di 5 bar, la pressione effettiva è di 5 bar superiore alla pressione atmosferica.
Oggetti e applicazioni di misurazione
Solitamente utilizzato in applicazioni in cui è richiesta la pressione relativa, come pressione dell'acqua, pressione del gas, pressione del liquido, controllo dei fluidi, misurazione del livello, ecc. Ad esempio, negli impianti chimici, i sensori di pressione relativa possono essere utilizzati per misurare la pressione nelle tubazioni per garantire che le operazioni vengano eseguite entro limiti di sicurezza. Nelle automobili, i sensori di pressione vengono spesso utilizzati per misurare la pressione dei pneumatici e fornire ai conducenti informazioni sulle condizioni dei pneumatici. Nell'elettronica di consumo, i sensori di pressione relativa vengono utilizzati in aree quali il monitoraggio delle variazioni di pressione, l'adattamento ambientale e il monitoraggio della salute. Forniscono funzioni importanti come la misurazione dell'altitudine, gli avvisi sui cambiamenti meteorologici, il monitoraggio del flusso d'aria e così via.
Caratteristiche:
- Basato sui cambiamenti della pressione atmosferica.
- Se la pressione atmosferica cambia, la lettura del sensore di pressione relativa non viene influenzata.
- Adatto per comuni applicazioni industriali come impianti gas, impianti idraulici.
Sensore di pressione differenziale
Definizione e principio operativo
Il sensore di pressione differenziale è un sensore che misura la differenza di pressione tra due camere di misurazione. Misura la differenza di pressione tra due punti diversi. Non si tratta della pressione di questi punti di pressione rispetto all'atmosfera, ma solo della differenza tra loro. Di solito è costituito da due camere collegate al mezzo da misurare e la pressione viene determinata misurando la differenza di pressione tra le camere. Il principio di funzionamento del sensore di pressione differenziale si basa sulla pressione da misurare direttamente sulla membrana del sensore, in modo che la membrana produca un microspostamento proporzionale alla pressione dell'acqua, che a sua volta provoca una variazione del valore della resistenza, il circuito elettronico rileva questa variazione e la converte in un segnale di misura standardizzato corrispondente alla pressione.
Principio operativo
Il sensore di pressione differenziale emette un valore per la pressione differenziale relativa misurando contemporaneamente la pressione in due punti e calcolando la differenza tra loro. Ad esempio, su entrambe le estremità di una tubazione, un sensore di pressione differenziale può misurare la differenza di pressione, che viene comunemente utilizzata per la misurazione del flusso e il rilevamento dell'intasamento del filtro.
Oggetti e applicazioni di misurazione
I sensori di pressione differenziale sono ampiamente utilizzati nella misurazione del flusso, nella misurazione del livello dei liquidi, nell'analisi del gas e in altri campi. Negli impianti HVAC, i sensori di pressione differenziale vengono spesso utilizzati per misurare l'intasamento dei filtri dell'aria in modo che possano essere sostituiti tempestivamente. Inoltre, i sensori di pressione differenziale vengono utilizzati anche per misurare la differenza nella pressione dei gas di scarico tra i passaggi anteriore e posteriore della trappola per particelle del motore di un veicolo per determinare il livello di accumulo di particelle nella trappola, che a sua volta determina il tempo di attivazione della “rigenerazione” e la quantità di carburante aggiuntivo da iniettare.
Caratteristiche:
- Ideale per monitorare la differenza di pressione tra due punti.
- Utilizzato per calcoli di flusso, misurazioni della velocità del vento, ecc.
- Confronta la differenza di pressione tra due punti, ignorando l'effetto della pressione atmosferica.
Sensore di pressione assoluta
Definizione e principio operativo
Un trasduttore di pressione assoluta è un trasduttore che misura la pressione relativa al vuoto o allo zero assoluto. A differenza dei sensori di pressione relativa, i sensori di pressione assoluta non misurano solo la pressione del mezzo misurato, ma tengono conto anche della pressione del gas nell'ambiente. I sensori di pressione assoluta funzionano in modo simile ai sensori di pressione relativa, ma il loro punto di riferimento è il vuoto assoluto o lo zero assoluto anziché la pressione atmosferica. O la pressione di uno stato completamente privo di pressione. Si basa sulla pressione zero assoluta (vuoto) e non è influenzata dalla pressione atmosferica.
Principio operativo
Il sensore di pressione assoluta misura la pressione assoluta di un gas o di un liquido e la sua lettura comprende sempre l'effetto della pressione atmosferica. Anche se la pressione atmosferica cambia, la lettura del sensore di pressione assoluta rifletterà la pressione assoluta.
Oggetti e applicazioni di misurazione
I sensori di pressione assoluta sono ampiamente utilizzati nella misurazione della pressione atmosferica, nell'osservazione meteorologica ad alta quota, nelle previsioni meteorologiche e in altri campi. In campo medico, i sensori di pressione assoluta vengono utilizzati per monitorare la pressione del gas nei respiratori. Inoltre, i sensori di pressione assoluta vengono utilizzati anche per misurare la pressione dell'aria aspirata per ottimizzare le prestazioni del motore e il risparmio di carburante.
Caratteristiche:
- Misura la pressione rispetto al vuoto, tenendo conto delle variazioni della pressione atmosferica.
- L'uso di sensori di pressione assoluta è particolarmente importante in ambienti specifici, come le applicazioni con variazioni di altitudine elevate.
- Utilizzato in applicazioni di fascia alta che richiedono un monitoraggio preciso della pressione, come nel settore aerospaziale, monitoraggio meteorologico e tecnologia del vuoto.
Differenze tra i tre tipi di sensori
1. Oggetto di misurazione:
- I sensori di pressione relativa misurano la pressione relativa alla pressione atmosferica.
- I sensori di pressione differenziale misurano la differenza di pressione tra due camere di misurazione.
- Sensore di pressione assoluta per misurare il valore della pressione rispetto al vuoto.
2. Principio di misurazione:
- I sensori di pressione superficiale utilizzano sensori di pressione assoluta e sensori di pressione atmosferica per misurare e calcolare la pressione superficiale calcolando la differenza tra la pressione assoluta e la pressione atmosferica.
- I sensori di pressione differenziale utilizzano due sensori di pressione per misurare la differenza di pressione tra due posizioni.
- I sensori di pressione assoluta utilizzano sensori di pressione assoluta per misurare e sottrarre la pressione atmosferica dal risultato della misurazione per ottenere la pressione assoluta.
3. Campo di misura:
- I sensori di pressione relativa hanno solitamente un ampio campo di misurazione e possono misurare sia alte che basse pressioni.
- I sensori di pressione differenziale vengono solitamente utilizzati per intervalli di misurazione della pressione differenziale più piccoli.
- I sensori di pressione assoluta hanno un intervallo di misurazione che dipende dall'applicazione specifica, ma solitamente richiede la considerazione delle condizioni di vuoto.
4. Scenari applicativi:
- I sensori di pressione relativa sono comunemente utilizzati nell'automazione industriale, nell'industria automobilistica, nelle apparecchiature mediche e in altri campi.
- I sensori di pressione differenziale sono ampiamente utilizzati nella misurazione del flusso, nella misurazione del livello dei liquidi, nell'analisi del gas e in altri campi.
- I sensori di pressione assoluta sono più focalizzati sulla misurazione della pressione atmosferica, sull'osservazione meteorologica ad alta quota e su altre applicazioni che richiedono una misurazione accurata della pressione.
Conclusione
Sensori di pressione relativa, sensori di pressione differenziale e sensori di pressione assoluta sono i tre sensori principali nel campo della misurazione della pressione, ciascuno con le proprie funzioni uniche e un'ampia gamma di applicazioni. Attraverso una profonda comprensione dei loro principi operativi, degli oggetti di misurazione e degli scenari applicativi, possiamo selezionare e utilizzare meglio questi sensori per soddisfare le esigenze di misurazione di diversi campi. Con il continuo sviluppo della tecnologia, le prestazioni e la precisione di questi sensori continueranno a migliorare, fornendo dati di misurazione più affidabili e accurati per la produzione industriale e la ricerca scientifica.