Cos’è un sensore di pressione?
La definizione di pressione è quella della forza applicata su una superficie da un gas o un liquido. Di solito può essere misurata in unità di forza in relazione alla superficie. Queste unità possono essere Bar (bar), N/mm2, Pascal (Pa) o libbre per pollice quadrato (psi).
Un sensore si riferisce a un dispositivo in grado di misurare una quantità fisica e quindi tradurre tale misurazione in un segnale. La quantità fisica può essere qualsiasi cosa, da forza, lunghezza e temperatura alla pressione.
Un sensore di pressione è quindi il nome di uno strumento o dispositivo che ha la capacità di misurare la pressione in liquidi o gas. Questi sensori di acqua e gas sono dotati di un elemento sensibile alla pressione in grado di determinare la pressione applicata e i componenti e convertire tali informazioni sotto forma di segnale di uscita. Un sensore di pressione è in grado di creare un segnale basato sulla misurazione di quella pressione applicata.
Principi di lavoro
Esiste un’ampia gamma di diverse tecnologie utilizzate nei sensori di pressione per garantire che siano in grado di fornire risultati accurati.
I sensori di pressione capacitivi utilizzano una cavità di pressione e un diaframma nella produzione di un condensatore variabile. L’applicazione della pressione deforma il diaframma, diminuendo di conseguenza la capacità. Questa variazione di capacità può essere misurata elettricamente e impostata in relazione alla pressione applicata. Questi sensori sono in grado di gestire solo basse pressioni di circa 40 bar.
I sensori di pressione piezoresistivi sono dotati di un diaframma principalmente in silicio dotato di estensimetri integrati per il rilevamento della deformazione risultante dall’applicazione della pressione. Questi indicatori sono generalmente configurati in un circuito a ponte di Wheatstone per la riduzione della sensibilità e per aumentare la potenza. La limitazione della pressione è fissata a circa 1000 bar a causa della natura del materiale utilizzato.
I sensori di pressione basati su estensimetri utilizzano anche un elemento sensibile alla pressione in cui sono stati applicati misuratori a film sottile tramite sputtering o sono stati incollati estensimetri metallici. I principali vantaggi offerti da questo enorme design in stile lattina sono un miglioramento della rigidità e la capacità di misurare le pressioni più elevate fino a 15.000 bar.
I sensori di pressione risonante d’altra parte, a differenza degli esempi precedenti, fanno uso di variazioni della frequenza di risonanza all’interno di un meccanismo di rilevamento in modo da misurare lo stress causato dall’applicazione della pressione. A seconda di come sono progettati questi sensori, l’elemento risonante può essere esposto al supporto, dopodiché la frequenza di risonanza dipenderà dalla densità del supporto. Questi sensori a volte possono essere sensibili alle vibrazioni e agli urti.
Usi
I sensori di pressione sono utilizzati in diversi settori industriali per applicazioni quali:
- Sistemi di allarme
- Applicazioni agricole
- Automazione
- Macchine da caffè
- Idraulica industriale
- Respiratore medico
- Costruzione fuoristrada
- Monitoraggio del livello di ossigeno
- Sistemi di refrigerazione
- Robotica
- Livelli dell’acqua nelle applicazioni
I sensori di pressione consentono di rilevare un oggetto senza che sia necessario toccarlo o rischiare di danneggiarlo.
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