پاورپوینت فشار سنج های الکترونیکی

بسم الله الرحمن الرحیم

فشار سنج های الکترونیکی

فشار:
فشار عبارت است از نیروی وارده بر واحد سطح.
انواع فشارسنج ها:
1- فشار سنج الکتریکی
2- فشار سنج مکانیکی
:انواع سنسورهای فشار
سنسورهای مقاومتی
سنسورهای خازنی
سنسورهای القایی
سنسورهای نوری
پیزوالکتریک

وسایل اندازه گیری فشار (فشار سنج ها) Pressure Measurement
فشار سنج های مکانیکی:
1-مانومتر ها(Mano Meters)
2-بوردونBourdon))
3-بیلوز یا دمی(Bellows)
4-کپسول ها(Capsules)
5-دیافراگمDiaphragm))

فشار سنج های الکترونیکی:
 
1-استرین گیج ها(Strain –Gages)
2-اندازه گیری های ظرفیتی فشار
(Capacitive Pressure Measurement)
3-اندازه گیری های پیزو الکتریکی فشار (Piezoelectrical Pressure Measurement)

(Strain-Gages1-استرین گیج ها(
معروفترین اندازه گیری های الکتریکی فشار می باشند و معمولا برای اندازه کیری های فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرند.در واقع آن ها برای سنجش کرنش استفاده می شوند و می توان برای اندازه گیری فشار های کم نیز از آن ها استفاده کرد.استرین گیج ها را معمولا از سیم هایی با جنس مس و نیکل می سازند و به صورت زیکزاکی روی پلاستیک های مقاومی می چسبانند.ابعاد آن ها از چند میلی متر تا چند سانتی متر مربع است و دارای مقاومتی از چند ده تا چند هزارم اهم می باشند.برای جلوگیری از اثر تغییرات درجه حرارت معمولا استرین گیج کمکی در جهت .عمود بر استرین گیج اصلی ودر نزدیکی آن قرار می دهند

پیچ تغییر وضعیت سیلندر
فریم تحمل نیرو
دسته پمپ
گیج فشار
استرین گیج ها
سیلندر آلومینومی با قطر 80
و ضخامت 3 میلیمتر
دسته پمپ
شرح دستگاه:

ویژگی استرین گیج ها:
رابطه بین تغییرات مقاومت و تغییرات کرنش خطی باشد.
مقاومت کم ولی حساسیت بالا.
قیمت کم و کاربرد آن آسان باشد.
اندازه فیزیکی و جرم آن کم باشد.
انعطاف پذیر باشد تا بدون ایجاد تنش اضافی روی قطعه نسب گردد.
حساسیت کم به عوامل محیطی مانند دما و…
توانایی اندازه گیری استاتیک و دینامیک.

2-اندازه گیری های ظرفیتی فشار (Capacitive Pressure Measurement)
در این نوع اندازه گیری اغلب فشار مورد اندازه گیری به جابجایی و تغییر فاصله جوشن ها تبدیل می شود ودر این صورت تغییر ظرفیت خازن حاصل می شود.تغییر ظرفیت نیز معمولا توسط یک پل AC تبدیل به ولتاژ یا فرکانس متناسب با فشار می گردد.
3-اندازه گیری های پیزو الکتریکی فشار (Piezoelectrical Pressure Measurement(

فشار سنج های پیزو: پیزو مقاومتی: 2- 1-پیزو الکتریک
1- پیزو الکتریک:
اثر پیزو الکتریک قابلیت بعضی مواد است برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و برعکس.
وقتی ماده ای پیزو الکتریکی تحت تاثیر عوامی مکانیکی
( به صورت انبساط یا انقباض)قرار می گیرد،مقداری بار الکتریکی در سطح آن ظاهر می شود.این بار به تولید میدان الکتریکی و پتانسیل متناظر با ان می انجامد و بر عکس.
در پی اعمال میدان الکتریکی با مقادیر گرانش مکانیکی رو به رو می شود.اثر اول به اثر مستقیم و اثر دوم به اثر معکوس موسوم است.

پیزو مقاومتی: 2-
 
مقاومت الکتریکی آن ها تحت اعمال فشار یا نیرو تغییر می کند.تحقیقات در سال 1950 شروع و نهایتا منجر به ساخت یک ترانزیستور بر اساس این مواد شد.
مواد نیمه هادی ،عموما سیلیکون دارای کمی بور برای ثبت کردن آن و آرسنیک برای بار منفی نیمه هادی است.گستره فشار هایی که برای این حسگر ها به خوبی قابل اندازه گیری اند ازkPas 70تا kPas3500 با خطی
بودن کمتر از 1% می باشد.

  مقایسه پیزو الکتریکی با پیزو مقاومتی:
1- پیزو الکتریکی نسبت به پیزوی مقاومتی حساس تر و ارزان تر است ودر مقایسه با سنسور های خازنی یک مشخصه پاسخ تقریبا خطی می دهد و آماده سازی سیگنال ساده تر است.
2- سنسور های پیزوی مقاومتی که با استفاده از تکنولوژی سیلیکون بر روی یاقوت کبود(SOS) تولید می شوند،می توانند درجه حرارت های حد اکثر تا 425درجه سانتی گرادو فشارهایی حد اکثر تا Pa 10به کار برده شود.
3- سنسور فشار پیزو در طی زما نهای طولانی تر پایدار تر است و محدوده حرارتی عملکرد ان تا 200 در جه
سانتی گراد است.

مزایا و معایب سیستم اندازه گیری الکترونیکی:
مزایا:
1- امکان پردازش دلخواه روی داده ها به روش آنالوگ یا دیجیتال.
2- سرعت و دقت پاسخ دهی بالا.
3- آسان و به صرفه بودن انتقال سیگنال.
4- مصرف کم و جذب انرژی کم از محیط.
5- تقویت آسان تر.
6- امکان استفاده از تراشه های سیلیکونی و در نتیجه ابعاد کوچکتر و قیمت کمتر.
معایب:
1-عدم کاربرد در دمای خارج از محدوده کار نیمه هادی ها.
2-عدم کاربرد در مواردی که احتمال انفجار یا اشتعال مواد برود.
.کوچکتر و قیمت کمتر

فشار سنج های الکترونیکی در پزشکی:
1- دستگاه های الکترونیکی اندازه گیری فشار خون

با تشکر فراوان از توجه شما