Mnogi uporabniki se soočajo z izbiro med senzorji absolutnega tlaka, nadtlaka in diferenčnega tlaka. V tem članku so razložena načela, razlike in praktične uporabe teh treh vrst, kar vam pomaga narediti bolj informirano izbiro.
Kot je prikazano na sliki (od leve proti desni: shema čipov senzorja absolutnega, merilnega in diferenčnega tlaka), ima senzor absolutnega tlaka vakuumsko zaprto notranjost. Ko na njegovo površino deluje pritisk, dejansko izmeri tlak glede na popoln vakuum in prikaže absolutno vrednost tlaka. Senzor nadtlaka je notranje zaprt z atmosferskim tlakom; pri uporabi tlaka meri tlak glede na lokalni atmosferski tlak. Senzor diferenčnega tlaka ima dva priključka za tlak 1 in tlak 2 ter oddaja razliko med dvema vrednostima tlaka.
Uporaba senzorjev absolutnega tlaka: merjenje "absolutnega vakuuma"
Senzor absolutnega tlaka meri tlak glede na popoln vakuum (referenčna točka ničelnega tlaka). Predstavljajte si vzpon na visoko goro – atmosferski tlak pade; nasprotno, potapljanje globoko v morje – pritisk močno naraste. Senzor absolutnega tlaka meri to "absolutno" vrednost tlaka. Njegova referenčna točka je stanje vakuuma, kjer teoretično ne obstaja nobena snov, kar mu omogoča, da poda absolutno vrednost tlaka, ki se ne spreminja z okoljem.
V meteoroloških postajah senzorji absolutnega tlaka 24 ur na dan spremljajo subtilne spremembe atmosferskega tlaka in zagotavljajo ključne podatke za vremensko napoved. V vesolju pomagajo določiti višino letala, ker je višina neposredno povezana z atmosferskim tlakom. V industrijskih procesih, kot sta vakuumsko nanašanje in proizvodnja polprevodnikov, je natančen nadzor nivoja vakuuma neločljivo povezan z visokonatančnimi senzorji absolutnega tlaka.
Uporaba senzorjev merilnega tlaka: zaznavanje "razlike v relativnem tlaku"
Za razliko od senzorjev absolutnega tlaka, senzorji nadtlaka merijo tlak glede na lokalni atmosferski tlak. Z drugimi besedami, njihova referenčna točka je atmosferski tlak okolice na lokaciji senzorja. Ko preverjate tlak v pnevmatikah z manometrom, je prikazana vrednost razlika med notranjim tlakom v pnevmatiki in zunanjim atmosferskim tlakom – to je tipična uporaba merjenja manometra.
Takšni senzorji imajo običajno odprtino za odzračevanje, ki je izpostavljena atmosferi okolice, kar jim omogoča samodejno izničenje vpliva sprememb atmosferskega tlaka. Zaradi tega se senzorji nadtlaka pogosto uporabljajo v industrijski avtomatizaciji: od spremljanja tlaka tekočin v cevovodih in upravljanja sistema stisnjenega zraka do nadzora tlaka v kotlu, pa tudi v medicinskih napravah, kot so ventilatorji in merilniki krvnega tlaka (večina gospodinjskih merilnikov krvnega tlaka dejansko meri nadtlak). Povedo nam, ali je sistem pod "pozitivnim" ali "negativnim tlakom" glede na okoliško okolje in za koliko natančno.
Senzorji diferenčnega tlaka: zajem "subtilnih razlik"
Senzor diferenčnega tlaka je še bolj izpopolnjen. Posebej meri razliko med dvema tlačnima točkama, ne glede na absolutne vrednosti teh tlakov. Predstavljajte si to kot sodnika, ki se osredotoča le na relativno razliko med dvema tekmovalcema.
Ta tip tipala ima dva tlačna priključka, od katerih je vsak povezan z enim od dveh virov tlaka, ki ju je treba primerjati. Njegovi scenariji uporabe so zelo pametni: v kemični proizvodnji senzorji diferenčnega tlaka merijo razliko tlaka med dvema točkama v cevovodu, da izračunajo pretok. V čistih prostorih spremljajo razliko v tlaku med notranjostjo in zunanjostjo, da zagotovijo, da smer zračnega toka ustreza zahtevam glede čistoče. Na avtomobilskem področju se ne uporabljajo samo za spremljanje vsesanega zraka v motor, ampak tudi za okoljske funkcije, kot je zaznavanje puščanja hlapov goriva. Treba je omeniti, da so številni senzorji nadtlaka pravzaprav posebni primeri senzorjev diferenčnega tlaka – ena tlačna odprtina je izpostavljena atmosferi, posebej pa meri razliko med tlakom v sistemu in atmosferskim tlakom.
Zaključek
Od velikih industrijskih sistemov do mikro medicinskih naprav, od zemeljskih vozil do letal, senzorji absolutnega, merilnega in diferenčnega tlaka delujejo kot tihi stražarji sodobne tehnologije, ki nenehno spremljajo subtilne spremembe tlaka. Morda niso vpadljivi, vendar tvorijo ključni del zaznavne plasti interneta stvari, ki pretvarja signale fizičnega pritiska v natančne digitalne podatke.
Z razvojem tehnologije MEMS postajajo tlačni senzorji manjši, pametnejši in cenovno dostopnejši, meje njihove uporabe pa se še naprej širijo. Naslednjič, ko boste preverjali vremensko napoved, merili krvni tlak ali vozili avto, se boste morda spomnili, da ta iznajdljiva "čutila za pritisk" tiho skrbijo za našo varnost in udobje ter oblikujejo svet, ki je bolj znan, bolj nadzorovan in bolj optimiziran.
