Puisqu'il existe de nombreux types d'applications pour les capteurs de pression, il existe de nombreux types de capteurs disponibles avec une grande variété de caractéristiques, que ce soit pour les environnements difficiles ou corrosifs, équipement médical ou appareils mobiles. La sélection d'un capteur de pression signifie choisir parmi une vaste gamme de technologies, de packages, de niveaux de performance et de fonctionnalités afin de répondre à de multiples demandes de mesures de pression précises, telles que:
Pression de gaz à l'intérieur d'un réservoir, tel qu'un réservoir à compresseur industriel
Mesure du niveau ou du volume de liquide contenu en détectant la pression au fond d'un récipient
Mesurer les différences de pression entre deux points d'un système, comme moyen de surveiller ou de quantifier le débit de liquides ou de gaz
Pression barométrique: changement de la pression atmosphérique avec les conditions météorologiques ou avec l'altitude. Utile dans les stations météorologiques, la surveillance de l'environnement ou pour aider à la navigation à l'estime parallèlement au GPS ou à la triangulation cellulaire
Qu'est-ce que la pression?
Pression = Force/zone
Dans les unités SI (MKS), une force d'un Newton, appliquée sur une surface d'un mètre carré, exerce une pression d'un Newton par mètre carré, ou un Pascal.
Tout type de capteur de pression contient un mécanisme ou une structure qui réagit proportionnellement à une force appliquée. La zone sur laquelle la force est appliquée est constante, pour une structure de capteur donnée.
Il existe trois types de pressions différents qui peuvent être mesurés: jauge, absolue et différentielle.
La pression de jauge est la pression mesurée par rapport à la pression atmosphérique ambiante. Il peut être positif pour des pressions supérieures à l'atmosphère ou négatif pour des pressions inférieures. Un capteur de pression de jauge aura deux orifices, permettant le média à la pression de référence, et à la pression. Une application typique pour un capteur de pression manométrique est de mesurer les niveaux de liquide d'huile d'eau pression de gaz dans un réservoir ventilé en utilisant la différence de pression hydrostatique et de pression atmosphérique ambiante. La plupart des transmetteurs de pression sur le marché mesurent la pression manométrique, car la majorité des applications industrielles peuvent utiliser la pression manométrique.
Les capteurs de pression absolue donneront le résultat par rapport à zéro (un vide parfait). Les capteurs auront un port pour que le média entre et exerce une pression sur l'élément de détection, produisant un changement positif de sortie, d'ampleur proportionnelle à la pression appliquée.
Ceci est utile dans les applications qui mesurent la pression atmosphérique, peut-être pour déterminer l'altitude. Les capteurs de pression absolue sont également utilisés dans les applications de mesure de pression qui seront utilisés à différentes altitudes, car la pression atmosphérique varie avec l'altitude, la pression manométrique ne donnerait pas une lecture précise. Ce type de capteur est utilisé dans les systèmes de surveillance de la pression des pneus pour optimiser les performances des pneus.
Les capteurs de pression différentielle mesurent la différence de pression entre deux points, de la même manière que le fonctionnement d'un capteur de jauge. Mais dans ce cas, la pression de référence est l'un des points du système, tel que déterminé par le concepteur du système. Le changement de sortie différentielle est positif ou négatif, selon ce qui est plus grand. L'amplitude du changement est proportionnelle à la différence de pression entre les deux domaines.
À titre d'exemple, des capteurs différentiels sont parfois utilisés pour détecter la différence de pression de chaque côté d'un objet. Les capteurs de pression différentielle sont souvent utilisés pour surveiller le flux d'air dans les applications CVC, comme la salle blanche, le tuyau de vanitation, la surveillance de la pression d'air à l'intérieur, la surveillance du filtre à air.
Il convient de noter que «capteur de pression» est un terme générique pour décrire un dispositif de détection de pression qui peut être un capteur, un transducteur ou un émetteur, en fonction de la conception des circuits électriques associés.
L'élément de détection chargé de détecter et de quantifier les effets de la pression appliquée produit une sortie qui ne peut pas être utilisée directement dans un circuit électronique-comme un système basé sur un microcontrôleur. La réponse physique doit être traduite en un signal électrique, puis un conditionnement du signal est nécessaire pour créer un signal approprié et utilisable.
Les capteurs de pression produisent une tension de sortie qui varie avec la pression qu'elle subit, se référant généralement à l'élément de capteur qui détecte physiquement la pression. Des capteurs de pression à montage sur carte emballés sont disponibles, ce qui obligera le concepteur à considérer l'étalonnage, la compensation de température et l'amplification séparément.
De manière confuse, l'expression «capteur de pression» est également parfois utilisée pour décrire les transducteurs et les émetteurs en général. Nos ingénieurs considèrent le capteur davantage comme un noyau de puce, et nous utilisons plus de noyaux de silicium (silicium de diffusion) remplis d'huile au lieu de noyaux en céramique, qui ont une meilleure plage de mesure et une meilleure précision.
Les transducteurs de pression, comme les capteurs de pression, produisent une tension de sortie qui varie avec la pression. Un transducteur dans ce contexte est un élément de détection combiné à un circuit de conditionnement de signal, peut-être pour compenser les fluctuations de température, et très probablement un amplificateur pour permettre la transmission de signaux plus loin de la source. Notez que pour la plupart des applications, il y a un avantage à spécifier des transducteurs de pression compensés en température plutôt que d'essayer de mettre en œuvre une compensation de température personnalisée sur un élément de détection de pression, car les tests requis peuvent être compliqués et difficiles.
Les émetteurs de pression sont similaires aux transducteurs, mais génèrent un signal de courant à travers une charge à faible impédance plutôt qu'un signal de tension. En règle générale, la sortie sera une production industrielle standard de 4-20mA. Mais maintenant, le marché n'est pas très préoccupé par la confusion des noms des trois, et il y a des sorties de courant, de tension et de résistance. Sachez que dans les applications portables, les émetteurs peuvent user les piles si elles sont systématiquement utilisées à l'extrémité supérieure de leur plage de pression.
Un capteur de pression électronique repose sur une réaction physique à la pression appliquée, puis mesure le changement proportionnel résultant électroniquement. Les phénomènes couramment utilisés comprennent des changements de capacité ou des changements de résistance ohmique d'une jauge de contrainte ou d'un élément piézoélectrique, qui sont proportionnels à l'amplitude de la déflexion lorsque la pression est appliquée.
Des critères importants tels que la plage de mesure, l'adéquation environnementale, la taille physique et les exigences de puissance, et le type de mesure de pression requis auront une influence significative sur les ingénieurs à la recherche d'une solution spécifique à l'application.
Un capteur de pression capacitif contient un condensateur avec une plaque rigide et une membrane flexible comme électrodes. La surface de ces électrodes étant fixée, la capacité est proportionnelle à la distance entre les électrodes. La pression à mesurer est appliquée sur le côté de la membrane flexible, et la déviation qui en résulte provoque un changement de capacité qui peut être mesuré à l'aide d'un circuit électrique.
Un transducteur de pression capacitif repose sur le changement de capacité produit par la déviation de la membrane, ce qui modifie la géométrie du condensateur
Dans un capteur de pression de type jauge de contrainte, des jauges de contrainte en feuille ou en silicium sont disposées comme un pont de Wheatstone. La jauge de contrainte est attachée à une sorte de diaphragme, qui se dévie lorsque la pression est appliquée. Le signal résultant est ensuite mesuré, amplifié et conditionné par le circuit de pont de Wheatstone pour fournir une sortie de tension de transducteur ou de courant d'émetteur appropriée représentative de la pression appliquée, comme indiqué dans le diagramme.
Un schéma de circuit d'un capteur de type pont
Les éléments de détection piézorésistifs peuvent également être disposés dans une formation de pont similaire. Le diagramme ci-dessous illustre comment les éléments sensibles d'un capteur de pression de type pont sont attachés à un diaphragme flexible, de sorte que la résistance change en fonction de l'ampleur de la déviation du diaphragme. La linéarité globale du capteur dépend de la stabilité du diaphragme, sur la plage de mesure indiquée, ainsi que de la linéarité des jauges de contrainte ou des éléments piézorésistifs.
Les éléments du capteur de pression piézorésistif mesurent les changements de résistance en fonction de l'ampleur de la réflexion du diaphragme
Il est facile d'imaginer un capteur de pression piézorésistif ou capacitif comme un gros appareil, et MEMS est le type mini. Malheureusement, LEFOO n'a actuellement pas l'intention de développer des produits MEMS.
Comprendre les types de capteurs d'usage courant, leurs principes de fonctionnement et leurs modes d'utilisation (absolu, jauge ou différentiel) peut aider les ingénieurs à prendre les décisions de sélection initiales lors de l'identification du capteur le plus approprié à choisir pour une application donnée.
Les matériaux utilisés et le type de construction peuvent avoir une influence importante sur des aspects tels que la plage de mesure, des facteurs limitatifs tels que la pression maximale de survie à laquelle un capteur peut être exposé, son temps de stabilisation après la soudure et sa stabilité à long terme dans l'application prévue.
Une compréhension des propriétés de sortie électrique, et les circuits nécessaires pour interagir correctement avec le système électronique hôte-généralement un système de contrôle basé sur un microcontrôleur ou un microprocesseur-peuvent aider à évaluer comment le choix du capteur de pression influencera les défis d'intégration électronique probables..
TY_LOG_IN 
English 
日本語 
한국어 
français 
Deutsch 
Español 
italiano 
русский 
português 
العربية