圧力センサー 産業オートメーションから医療機器、さらには車のタイヤ空気圧監視システムに至るまで、あらゆる場所に存在します。しかし、非常に多くのオプションがある中で、特定のニーズに適したものをどのように選択すればよいでしょうか?ノイズをカットして、分かりやすく、BS のない方法で分解してみましょう。
カタログ
1. まずアプリケーションを理解する
センサーの仕様を見る前に、次のことを自問してください。 私が解決しようとしている問題は何ですか? アプリケーションが異なれば、必要なセンサー特性も異なります。その理由は次のとおりです。
産業オートメーション 過酷な条件に耐える高精度センサーが必要です。
HVAC システム 極端な精度よりもコスト効率と耐久性を優先します。
医療機器 厳格な規制基準を満たす超高精度で信頼性の高いセンサーが必要です。
自動車用途 温度変動や振動に対応できる頑丈で長持ちするセンサーが求められます。
最初にユースケースを定義しないと、暗闇の中でダーツを投げているだけになってしまいます。
2. 絶対値、ゲージ、または差動?適切なタイプを選択してください
圧力センサーには主に 3 つのタイプがあります。
絶対圧力センサー 完全な真空に対する測定。環境条件に関係なく、一貫した測定値が必要な場合にこれらを使用します。
ゲージ圧センサー 周囲の圧力を基準にして測定します (タイヤの空気圧を考えてください)。屋外用途に最適です。
差圧センサー 2 点間の差を測定します。これらは、濾過監視、流量測定、漏れ検出に不可欠です。
間違ったものを選択すると、測定値が役に立たなくなります。
3. 精度: 実際にはどの程度の精度が必要ですか?
センサーの精度は、多くの場合、コストとパフォーマンスのトレードオフになります。高精度センサー (フルスケール誤差 ±0.05% など) は科学用途には最適ですが、ウォーター ポンプに本当に必要でしょうか?おそらくそうではありません。ほとんどの産業用アプリケーションは、±0.5% ～ ±1% の精度で正常に動作します。
ヒントとして: 見てください 総誤差帯域 (TEB) 正確さだけではなく。 TEB は、温度ドリフト、非線形性、ヒステリシスなど、実際のパフォーマンスに影響を与える可能性のある要因を考慮します。
4. 出力信号: アナログ対デジタル
システムの互換性によって、 アナログ または デジタル 圧力センサー。
アナログ出力 (4-20mA、0-10V) シンプルで産業セットアップで広く使用されています。
デジタル出力 (I2C、SPI、RS485) 正確でノイズ耐性のあるデータを提供し、組み込みシステムに適しています。
干渉を最小限に抑えたリアルタイム監視が必要な場合は、多くの場合デジタルが最適です。
MEMS抵抗圧力センサー動作運動学
5. センサー感度の選択
通常、センサーの線形範囲では、センサーの感度が高いほど望まれます。感度が高い場合にのみ、測定された変化に対応する出力信号の値が比較的大きく、信号処理が容易になるためです。ただし、センサーの感度が高いため、測定に関係のない外来ノイズも混入しやすく、増幅系により増幅されて測定精度に影響を与えることに注意してください。したがって、外界からの植物干渉信号の導入を可能な限り減らすために、センサー自体は高い信号対雑音比を備えている必要があります。
6. センサーの周波数応答特性
の 周波数応答特性 センサーの周波数範囲は測定する周波数範囲を決定します。歪みなく測定条件を維持するには、周波数範囲を許容する必要があります。実際には、センサーの応答には常に遅延が発生します。 – ある程度の遅延がある場合は、遅延時間が短いほど良いことを願っています。
センサーの周波数応答が高く、測定可能な信号 周波数範囲 幅が広く、構造特性の影響により機械系の慣性が大きく、センサーの周波数が低いため測定できる信号周波数が低くなります。
で 動的測定、オーバーファイアエラーが発生しないように、信号の特性（定常状態、過渡状態、ランダムなど）の応答特性に基づく必要があります。
7. センサーの直線範囲
センサーの線形範囲は、出力が入力に比例する範囲です。理論上、この範囲では感度は一定の値を維持します。 センサーのリニアレンジが広いほど測定範囲が広くなり、ある程度の測定精度を確保できます。。センサーの選択では、まずセンサーの種類を決定し、その範囲が要件を満たすかどうかを確認します。
しかし実際には、どのセンサーも絶対的な直線性を保証することはできません。 その直線性も相対的です。要求される測定精度が特定の範囲内で比較的低い場合、センサーの非線形誤差は線形のより小さい近似として見なされるため、測定に大きな利便性がもたらされます。
8. センサーの安定性
センサーを一定期間使用しても、性能が変化しないことを維持する能力をセンサーといいます。 安定性。センサー自体の構造に加えて、センサーの長期安定性に影響を与える要因、 主にセンサー環境の使用。したがって、センサーの安定性を高めるためには、センサーが環境に適応する高い能力を備えている必要があります。
センサーを選択する前に、 環境を調査する必要があります、環境の特定の用途に応じて、適切なセンサーを選択するか、環境の影響を軽減するための適切な措置を講じます。
センサーの要件の中には、長期間使用でき、簡単に交換または校正できない場合があるため、選択したセンサーの安定性の要件がより厳しくなり、長期間に耐えることができます。
9. 環境条件: 衝撃に耐えられるか?
すべての圧力センサーが極端な条件に耐えられるわけではありません。自分自身に問いかけてください:
高温にさらされるのでしょうか？ その場合は、高温定格を持つセンサーを選択してください (最高 300°C まで処理できるセンサーもあります)。
腐食性媒体にも対応できますか? ステンレススチールまたはセラミックダイヤフラムを選択してください。
湿気にさらされていませんか? IP67 または IP68 定格のセンサーを選択してください。
振動や衝撃はありませんか？ 頑丈な筐体を備えた工業用グレードのセンサーは必須です。
ラボグレードのセンサーを、荒れやすい工業現場用に購入しないでください。長持ちしません。
10. 応答時間: 速度が重要 (場合によっては)
航空宇宙用途など、急速な圧力変化を測定する場合は、 速い応答時間 (ミリ秒など)。しかし、静圧モニタリングの場合、応答時間はそれほど重要ではありません。必要のない速度のためにお金を払いすぎないでください。
11. 予算: 使いすぎないようにしましょう (ただし、安く済ませないでください)
最も安価なオプションを選択する誘惑に駆られますが、低コストのセンサーは耐久性、精度、信頼性の点で妥協することを意味します。逆に、50 ドルのセンサーで十分な場合は、必ずしも 500 ドルのセンサーが必要というわけではありません。
ヒントとして: 堅実な顧客サポートとドキュメントを提供する評判の良いメーカーと協力してください。安価な無名センサーには、校正データや信頼性テストが不足していることがよくあります。
最終的な考察: 適切なセンサーは時間とお金を節約します
適切な圧力センサーを選択することは、仕様だけではなく、適切なテクノロジーを特定のニーズに適合させることも重要です。時間をかけてアプリケーションを定義し、 環境要因を考慮し、精度とコストのバランスをとる。
まだわからない場合は、 センサーのメーカーまたはサプライヤーに相談してください。正しい選択をすれば、将来的に損害の大きい間違いやシステム障害を防ぐことができます。
上記の紹介は、圧力センサー技術のアプリケーションの表面をなぞっただけです。私たちは、さまざまな製品で使用されているさまざまなタイプのセンサー素子、それらがどのように機能するか、そしてそれらの長所と短所を引き続き調査していきます。ここで説明する内容についてさらに詳しく知りたい場合は、このガイドの後半にある関連コンテンツをご覧ください。時間がない場合は、ここをクリックしてこのガイドの詳細をダウンロードすることもできます。 空気圧センサー製品PDFデータ。
他のセンサー技術の詳細については、こちらをご覧ください。 センサーページにアクセスしてください。
