جزا و انواع فشارسنج‌ها

فشارسنج یکی از حسگرهای مهم در علم سنسورها و اندازه‌گیری‌ها است که برای اندازه‌گیری فشار یا تغییرات فشار در محیط‌های مختلف استفاده می‌شود. این حسگرها در زمینه‌های مختلفی از پزشکی تا صنعت، اتوماسیون و مخابرات استفاده می‌شوند. در این مقاله، به بررسی اجزا، اصول عملکرد و کاربردهای فشارسنج‌ها خواهیم پرداخت.


اجزا و انواع فشارسنج‌ها


1. المان حساس


المان حساس یکی از اجزای اصلی فشارسنج‌هاست. این المان معمولاً از موادی نظیر سیلیکون، سرامیک یا فلزات بهره می‌برد. تغییرات فشار بر روی المان حساس، تغییرات مکانیکی ایجاد می‌کند که به وسیله‌ی سیگنال‌های الکتریکی اندازه‌گیری می‌شوند.


2. تبدیل‌کننده الکتریکی


سیگنال‌های مکانیکی که از المان حساس به دست می‌آید، نیاز به تبدیل به سیگنال الکتریکی دارند. این کار توسط تبدیل‌کننده‌های الکتریکی مانند استرین ژنراتورها یا پل‌های ویزنر انجام می‌شود.


3. واحد نمایش


سیگنال الکتریکی حاصل از تبدیل‌کننده الکتریکی، نیاز به واحد نمایش دارد تا به شکل خوانا برای کاربر یا دستگاه مقصد تبدیل شود. این واحد معمولاً شامل نمایشگرهای عددی یا گرافیکی است.


اصول عملکرد


1. اصل پیزوالکتریک


در بسیاری از فشارسنج‌ها، اصل پیزوالکتریک بکار می‌رود. وقتی که المان حساس تحت تغییر فشار قرار می‌گیرد، الکتریسیته استاتیک در مواد پیزوالکتریک ایجاد می‌شود که می‌توان آن را به عنوان سیگنال اندازه‌گیری کرد.


2. اصل پیزورزیستیو


در اصل پیزورزیستیو، مقاومت المان حساس تحت تأثیر فشار تغییر می‌کند. این تغییر مقاومت به عنوان سیگنال خروجی در نظر گرفته می‌شود.


کاربردها


1. صنعت


در صنعت، فشارسنج‌ها برای نظارت و کنترل فشار در تجهیزات مختلف مانند بخاری‌ها، کمپرسورها و تانک‌های ذخیره‌سازی گازها استفاده می‌شوند.


2. پزشکی


در حوزه پزشکی، فشارسنج‌ها برای اندازه‌گیری فشار خون و نظارت بر فشار درون جمجمه در عملیات جراحی مورد استفاده قرار می‌گیرند.


3. محیط زیست


در زمینه محیط زیست، این حسگرها برای نظارت بر فشار هوا، آب و سایر عوامل محیطی بکار می‌روند.


نتیجه‌گیری


فشارسنج‌ها به عنوان حسگرهای حیاتی در اندازه‌گیری و نظارت بر فشار در زمینه‌های گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. با پیشرفت تکنولوژی، نوآوری‌های جدیدی در این زمینه صورت گرفته و کاربردهای گسترده‌تری برای فشارسنج‌ها پدیدار شده است.