Sensore di pressione assoluta: tutto ciò che devi sapere nel 2023

Introduzione

In sostanza, ci sono innumerevoli modi per misurare la pressione in corso in una situazione. Tuttavia, il sensore di pressione assoluta differisce da altri sensori di pressione in quanto determina la pressione senza l'impatto della pressione ambiente.

Alcuni degli strumenti che rientrano nella categoria dei sensori di pressione assoluta sono altimetri e barometri, poiché questi dispositivi sono in grado di visualizzare misurazioni riferite al vuoto. Inoltre, la misurazione e la calibrazione di un sensore di pressione assoluta possono essere complesse.

Inoltre, rende difficile la calibrazione a causa della mancanza di pressione assoluta o differenza di pressione negativa. Tuttavia, con l'avanzamento delle tecnologie e delle attrezzature, gli esperti hanno creato progressi nel migliorare la capacità dei sensori di pressione assoluta che risolve le discrepanze che possiede, ma solo a un certo punto.

Insieme a questo, discuteremo in modo esauriente la definizione di sensori di pressione assoluta, i principi di funzionamento, i modi per utilizzarli, varie applicazioni, varie classificazioni dei sensori di pressione assoluta collettore e considerazioni nella progettazione. Tutti questi saranno discussi in questo articolo; quindi, sarebbe utile finire l'intero post per comprenderne il concetto.

Introduzione ai sensori di pressione assoluta

Cos'è un sensore di pressione assoluta?

Come detto, sono diversi gli strumenti che possono fungere da Sensori di Pressione Assoluta, abbiamo il barometro per il meteo e gli altimetri. Tuttavia, le sue applicazioni non si limitano solo a tali aspetti, ma possono essere più ampie della lettura di aria e gas.

Si può quantificare qualcosa in termini nominali contrapponendo la pressione richiesta alla pressione predeterminata di un eventuale vuoto. Questo è paragonabile al calcolo della temperatura in Kelvin, dove 0 °K rappresenta il valore più basso. In genere, si consiglia sempre di avere un vuoto di riferimento per misurazioni accurate.

Analogamente, può dare un valore sostanzialmente superiore al minimo assoluto del vuoto, che è una cifra piuttosto comune. Inoltre, questa nozione è supportata dalla legge di Boyle, che afferma che la pressione di un gas è correlata negativamente al volume a una certa temperatura. Di conseguenza, il suo risultato cadrà costantemente su un sensore di pressione assoluta che dipende dalla sua temperatura; comunemente a circa 35 microbar o 0.0005 PSI.

Come funziona un sensore di pressione assoluta?

Possiamo utilizzare un punto di riferimento con un ambiente circoscritto per comprendere meglio il concetto di sensore di pressione assoluta. In tal senso, un sensore con un'ampia gamma di caratteristiche elettriche in relazione ai valori di deformazione verrà incorporato nella superficie del recipiente. In questa situazione, esistono diversi modi per affrontare il problema; tuttavia, utilizzeremo come riferimento un metodo comune, ovvero l'estensimetro piezoresistivo. Si ritiene che questo effetto piezoresistivo possa essere una tecnologia di misurazione della pressione, poiché ha la capacità di utilizzare materiali in grado di generare una tensione dipendente dalla pressione, come il quarzo.

In questo caso, un resistore che cambia di quantità in risposta alla tensione meccanica viene inserito in un materiale come silicio, polisilicio, lamina metallica o metallo spruzzato su uno strato sottile. Per potenziare i segnali riflessi e ridurre gli errori, questo analizzatore utilizza spesso quattro resistori nell'architettura del ponte di Wheatstone. Di seguito abbiamo fornito un'illustrazione di questa situazione.

Principio di funzionamento del sensore di pressione assoluta

Considerando i diversi livelli di integrazione attualmente disponibili, non è comune che un rilevatore piezoresistivo includa componenti elettronici di compensazione, come ad esempio resistori, su un substrato specifico. Inoltre, alcune tecniche di rilevamento sfruttano la variazione di valore di tali componenti durante la deformazione. Ad esempio, la capacità dei condensatori varia quando sono sottoposti a sollecitazione. L'impedenza di un induttore può variare periodicamente a seguito dello spostamento di una membrana opportunamente posizionata in risposta al gradiente di pressione.

Modi per incorporare il sensore di pressione assoluta in un circuito

A causa dei numerosi tipi attualmente disponibili, non esiste un unico metodo per integrare un sensore di pressione assoluta in un circuito. In questi casi, si consiglia di collegare il sensore di pressione assoluta tramite un microcontrollore per semplificarne l'integrazione.

In accordo con ciò, alcuni sensori possono essere ragionevolmente facili da installare in un sistema circuitale, ma solo con la guida di un microcontrollore. Inoltre, per fornire un'uscita sufficientemente consistente da consentire la valutazione di un convertitore considerato analogico-digitale di un tipico microcontrollore, un sensore che consente solo l'accesso a un circuito a ponte di Wheatstone richiederà di essere notevolmente ingrandito. Abbiamo una figura che aiuta a comprendere come il metodo produca un valore analogico variando il tono e la gamma di un dispositivo a ponte di Wheatstone.

Integrazione del sensore di pressione assoluta in un sistema

Un esempio di un'elettronica di miglioramento standard è mostrato dalla configurazione quad op-amp nella figura precedente. Per garantire un'uscita di tensione affidabile, questo circuito deve essere adeguatamente costruito. Potrebbe anche essere necessario utilizzare uno screening appropriato e una progettazione concettuale ridotta. Inoltre, ogni circuito può effettivamente richiedere una correzione univoca per ogni circuito stampato generato a causa della varianza di produzione e dei vincoli costitutivi. Inoltre, potrebbe essere necessario considerare i valori di temperatura.

Alla fine, collegare i rilevatori con uscite digitali a un microcontrollore è molto più semplice. Dato che include un servocontrollore, la trasduzione del segnale e la regolazione della temperatura. Una volta che un valore digitale è stato creato dalle osservazioni, allora è sicuro registrarlo attraverso un record interno.

Diverse applicazioni dei sensori di pressione assoluta

I sensori di pressione assoluta sono spesso scelti per processi commerciali; tuttavia, ciò richiede l'esistenza di un relativo vuoto. In particolare negli impianti di produzione alimentare in cui la durata di conservazione di un prodotto è regolata dall'aria. In questo modo, tutti gli imballaggi possiedono una pressione simile. Inoltre, può supportare pressioni con un valore ≥ 4,400 PSI.

Alcune altre applicazioni dei sensori di pressione assoluta includono quanto segue:

• Orologi intelligenti
• Sistemi di navigazione
• Automotive Industria (veicoli Petron e Diesel)
• Laboratori Scientifici
• Linea militare e industria della difesa
• Aeronautico e industria aeronautica

Vari tipi di sensori di pressione assoluta collettore

Una delle funzioni principali di un sensore di pressione assoluta del collettore (MAP) è quella di creare un segnale elettrico attraverso la pressione del tubo di aspirazione di un motore trasformato. Inoltre, viene fornito con varie classificazioni; tuttavia, ci concentreremo maggiormente su quelli fondamentali.

Sensore MAP a varistore a semiconduttore

Nel sensore MAP a varistore a semiconduttore , il principio di trasformazione della tensione in un segnale si basa sull'effetto piezoresistivo.

Sensore MAP a varistore capacitivo

Un elemento sensibile alla pressione a capacità variabile viene creato dal sensore di pressione capacitivo utilizzando una membrana; si adatta alla forza che lo deforma. Il circuito di misurazione del sensore trasforma la differenza di capacità innescata dalla pressione in un segnale elettrico che corrisponde a tale variazione.

Posso utilizzare un sensore di pressione assoluta nel mio progetto?

Quasi tutti i sensori di pressione assoluta attualmente in commercio sono progettati per il montaggio a foro passante (THO) e la tecnologia a montaggio superficiale (SMT), poiché si tratta di una configurazione comune a tutti i circuiti stampati; questi sensori sono anche noti come sensori di livello. Pertanto, risultano particolarmente utili per l'elettronica di consumo e per le case intelligenti. Tuttavia, non sono adatti ad ambienti con elevate temperature di liquidi e gas. Inoltre, poiché privi di uno strato protettivo, soprattutto per le applicazioni industriali , devono essere protetti da agenti tossici, umidità e polvere. Nonostante ciò, i sensori industriali sono noti per la loro durata e affidabilità grazie alla loro composizione non corrosiva.

Tutto sommato, per rispondere alla domanda se il sensore di pressione assoluta sia appropriato per una particolare applicazione, si consiglia di rivolgersi a un esperto, come PCBTok poiché esistono innumerevoli classificazioni dei sensori, ciascuna con una caratteristica unica per una particolare operazione. Pertanto, non possiamo fornire una soluzione generale a questa domanda. Tuttavia, si può essere certi che noi, come produttori, possiamo includere un sensore di pressione assoluta se la situazione lo richiede.

Idoneità del sensore di pressione assoluta

Conclusione

In conclusione, i sensori di pressione assoluta sono estremamente utili per ogni applicazione di circuiti poiché hanno la capacità di fornire una lettura accurata della pressione circostante attraverso l'aiuto di un vuoto e di una membrana. In questo modo, il dispositivo funzionerà al massimo delle sue prestazioni poiché rispetta le linee guida standard sulla pressione.

Grazie alla nostra esperienza decennale nel settore, siamo certi che i nostri sensori di pressione assoluta siano di altissima qualità. Ciò significa che li abbiamo realizzati con la massima cura e senza compromessi sulla mediocrità; pertanto, se desiderate integrare un sensore di pressione assoluta nei vostri dispositivi per monitorarne la pressione, i sensori di pressione assoluta di PCBTok rappresentano un'ottima soluzione.

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