เครื่องส่งแรงดันเป็นหนึ่งในประเภทของเซ็นเซอร์ที่ใช้กันทั่วไปในระบบควบคุมอัตโนมัติอุตสาหกรรมประเภทความสามารถและประเภทซิลิคอนโมโนคริสตัลลิน รีซอนันต์มีสามประเภทหลัก, แต่ละอันมีหลักการทํางานที่แตกต่างกันเอง ข้อดีและข้อเสีย และกรณีการใช้งาน
เครื่องส่งแรงดันแบบพีเซอเรสติสติฟ
หลักการทํางาน
เครื่องส่งแรงดันแบบพีเซอเรสติฟ (piezoresistive pressure transmitters) ใช้ผลการพีเซอเรสติฟ (piezoresistive effect) ของโมโนคริสตัลลีนหรือโพลิสิลิคอนในการแปลงการปรับปรุงทางกลที่เกิดจากแรงดันเป็นสัญญาณไฟฟ้า:
1ความกดดันมีผลต่อกระเพาะประสาทที่ตรวจจับ และกระเพาะประสาทจะกลายเป็นความบิดเบือนยืดหยุ่น
2ธาตุ piezoresistive (ตัวต่อต้าน) บน diaphragm เปลี่ยนค่าความต้านทานของมันเนื่องจากแรง
3การเปลี่ยนแปลงความต้านทานถูกแปลงเป็นสัญญาณความตึงเครียดผ่านสะพาน Wheatstone และสัญญาณไฟฟ้าที่ออกจะสัดส่วนกับความดัน
ข้อดี:
1ความแม่นยําสูง
2โครงสร้างเรียบง่ายและราคาถูก
3ความเร็วการตอบสนองที่รวดเร็ว เหมาะสําหรับการวัดแรงดันแบบไดนามิก
ข้อเสีย:
1มันมีความรู้สึกต่ออุณหภูมิ และต้องการการชดเชยอุณหภูมิ
2- รูปร่างของกระบวนการ
3ความมั่นคงระยะยาวทั่วไป ความเคลื่อนไหวที่ใหญ่
สถานการณ์การใช้งาน
• การวัดความดันของของเหลว ก๊าซ และควัน
• การใช้งานด้านวิศวกรรมที่กว้างขวาง เช่น อุปกรณ์บํารุงน้ํา ความดันน้ํามันรถยนต์ ระบบเย็น เป็นต้น
เครื่องส่งแรงดันแบบจุ
หลักการทํางาน
เครื่องส่งแรงดันแบบจุ ใช้แรงดันที่จะทําให้ความจุเปลี่ยนหลักการ:
1ความดันมีผลต่อแผ่นผนังโลหะหรือไม่โลหะ ส่งผลให้แผ่นผนังบิดเบือนยืดหยุ่น
2ผ่าตัดและไฟฟ้าคงที่เป็นตัวประกอบที่เปลี่ยนแปลง และการเปลี่ยนแปลงความดันทําให้ค่าความจุเปลี่ยนแปลง
3การเปลี่ยนแปลงความจุจะแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า และสัญญาณออกจะสัดส่วนกับความดัน
ข้อดี:
1ความรู้สึกสูง เหมาะสําหรับการวัดความดันขนาดเล็ก
2. อุณหภูมิต่ํา ผลดีความมั่นคงระยะยาว
3เหมาะสําหรับการวัดความดันสูงและต่ํา
ข้อเสีย:
1อ่อนโยนต่อสารสกัด, ความชื้น และสภาพแวดล้อมอื่นๆ และต้องการการรักษาพิเศษ
2การประมวลผลสัญญาณซับซ้อนและราคาค่อนข้างสูง
3ความเร็วการตอบสนองจะช้ากว่าชนิด piezoresistive.
สถานการณ์การใช้งาน
• สถานการณ์ความแม่นยํา เช่น ความดันอากาศทางการแพทย์ อุปกรณ์แปรรูปอาหาร
• อุณหภูมิสูง, ความดันสูง, สภาวะที่เกิดการกัดรังอย่างมาก เช่น อุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเลียม
เครื่องส่งแรงดันเสียงซิลิคอนโมนคริสตัลลิน
หลักการทํางาน
เครื่องส่งแรงดันเสียงซิลิคอนโมโนคริสตัลลิน ใช้หลักการของการเปลี่ยนแปลงความถี่เสียงซิลิคอนโมโนคริสตัลลิน:
1ไมโครเรซอนเนอร์ถูกประมวลผลบนแผ่นกระบอกซิลิคอนโมโนคริสตัลลิน
2ความดันทําให้ผ่าตัดของกระโปรง, ส่งผลให้การเปลี่ยนแปลงความเครียดของ resonator.
3การเปลี่ยนแปลงความเครียดเปลี่ยนความถี่ของสั่นสะเทือนของเครื่องสะท้อน
4. หลังจากวัดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของเสียงสะท้อนคํานวณค่าความดันผ่านอัลการิทึม
ข้อดี:
1ความแม่นยําสูง
2. ความมั่นคงระยะยาวที่ดี ความเคลื่อนไหวน้อย เหมาะสําหรับการวัดระยะยาว
3ความสามารถต่อต้านการแทรกแซงที่แข็งแกร่ง ไม่รู้สึกต่อการแทรกแซงทางไฟฟ้าและสิ่งแวดล้อม
4เหมาะสําหรับอุณหภูมิสูง ความดันสูง และสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
ข้อเสีย:
1ค่าผลิตสูง และราคาสูง
2ความเร็วการตอบสนองช้านิดหน่อย เหมาะสําหรับการวัด static หรือ quasi-dynamic
3การออกแบบและการปรับขนาดที่ซับซ้อน
สถานการณ์การใช้งาน
การใช้งานที่ต้องการความแม่นยําและความน่าเชื่อถือสูง เช่น ท่อน้ํามันและก๊าซ การวัดความดันในอากาศ
• อุปกรณ์การวัดและการวิจัย
