مقدمة لأجهزة استشعار الضغط

مستشعر الضغط هو جهاز أو جهاز يمكنه استشعار إشارة الضغط وتحويل إشارة الضغط إلى إشارة كهربائية مخرجة متاحة وفقًا لقانون معين.

يتكون مستشعر الضغط عادة من عنصر استشعار الضغط ووحدة معالجة الإشارات. يمكن تقسيم أجهزة استشعار الضغط إلى أجهزة استشعار قياس الضغط، وأجهزة استشعار الضغط التفاضلي وأجهزة استشعار الضغط المطلق.

مستشعر الضغط هو المستشعر الأكثر استخدامًا في الممارسة الصناعية، ويستخدم على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من بيئة التحكم الآلي الصناعية، بما في ذلك الحفاظ على المياه والطاقة الكهرومائية وحركة السكك الحديدية والمباني الذكية والتحكم الآلي في الإنتاج والفضاء والجيش والبتروكيماويات وآبار النفط والطاقة الكهربائية والسفن والأدوات الآلية وخطوط الأنابيب وغيرها من الصناعات. فيما يلي بعض مبادئ الاستشعار الشائعة وتطبيقاتها. يوجد أيضًا مستشعر ضغط طبي.

فئات:

يعد مستشعر الضغط أحد أكثر أجهزة الاستشعار استخدامًا. مستشعر الضغط التقليدي هو في الأساس جهاز هيكلي ميكانيكي، ويشير تشوه العنصر المرن إلى الضغط، ولكن الحجم الهيكلي كبير، والكتلة ثقيلة، ولا يمكن توفير الخرج الكهربائي. مع تطور تكنولوجيا أشباه الموصلات، ظهرت أيضًا أجهزة استشعار ضغط أشباه الموصلات. يتميز بالحجم الصغير والوزن الخفيف والدقة العالية وخصائص درجة الحرارة الجيدة. خاصة مع تطور تقنية MEMS، تطورت أجهزة استشعار أشباه الموصلات إلى التصغير، وانخفاض استهلاك الطاقة والموثوقية العالية.

1. جهاز إرسال ضغط السيليكون المنتشر.

يتم تصنيع أجهزة إرسال الضغط المصنوعة من السيليكون المنتشر عن طريق تعبئة عناصر حساسة للضغط مقاومة للضغط من السيليكون المعزول في غلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ. يمكنه تحويل ضغط السائل أو الغاز المتصور إلى مخرج كهربائي قياسي.

2. نوع أشباه الموصلات التجويفية.

يشكل مستشعر ضغط نشر المعاوقة الكهرضغطية لأشباه الموصلات ضغطًا تشوهًا لأشباه الموصلات على سطح الرقاقة، ويشوه الرقاقة بالقوة الخارجية (الضغط)، مما يؤدي إلى تأثير المعاوقة الكهرضغطية، ويحول تغيير المعاوقة إلى إشارة كهربائية.

3. نوع القدرة الكهروستاتيكية.

يقوم مستشعر ضغط السعة الكهروستاتيكية بتكوين سعة بين القطب الثابت للزجاج والقطب المتحرك للسيليكون، وتحويل تغير السعة الكهروستاتيكية الناتج عن تشوه القطب المتحرك إلى إشارة كهربائية.