Que sont les capteurs de pression?
Les capteurs de pression sont en demande depuis l'avènement de la vapeur. Des milliards de ces capteurs sont utilisés quotidiennement pour surveiller la pression des fluides dans les canalisations, les moteurs, l'hydraulique ou la nature. Des capteurs spécialisés sont également utilisés pour déterminer la pression de solides ou de gaz. Un capteur de pression typique mesure environ un pouce cube, bien que certains puissent être cent fois plus petits, par exemple ceux utilisés dans les systèmes microélectromécaniques.
La plupart des capteurs de pression modernes fonctionnent sur un principe appelé piézorésistance. La pression force un matériau à conduire l'électricité à un certain taux, ce qui conduit à un niveau spécifique de flux de charge associé à un niveau spécifique de pression. Cette charge est acheminée vers un fil qui mène à un panneau de commande et à un affichage pour l'analyse humaine.
Les capteurs de pression conventionnels utilisent des résistances à film, des jauges de contrainte, des alliages métalliques ou des semi-conducteurs polycristallins comme supports résistifs. Ces matériaux conduisent plus ou moins d'électricité en fonction des déformations géométriques de leur structure. Comme une augmentation linéaire de la pression ne conduit pas à une amplitude linéaire de la déformation, des techniques d'étalonnage doivent être utilisées pour déterminer la pression réelle. Ceux-ci sont incorporés dans la grande majorité des systèmes.
Dans les capteurs de pression plus sensibles basés sur des semi-conducteurs monocristallins, fabriqués à l'aide de la technologie conventionnelle des semi-conducteurs, des déformations minimes peuvent provoquer d'importants changements de résistance. Le changement de résistance ne repose pas sur des déformations géométriques dans le matériau conducteur, mais sur un gauchissement structurel plus petit et plus délicat.
Il existe plusieurs types de capteurs de pression. Le premier est un capteur de pression absolue, qui mesure la pression absolue en utilisant le vide comme point de référence. Un autre est un capteur de jauge, qui mesure la pression par référence à la pression atmosphérique ambiante. Il existe également des capteurs de pression différentielle, qui mesurent la différence de pression entre deux contacts.
Habituellement, il existe un milieu intermédiaire entre le fluide à mesurer et le capteur de pression lui-même. Un diaphragme métallique ou une chambre de fluide hermétiquement scellée est souvent utilisée. Surtout lors de la mesure de la pression de matières volatiles ou corrosives, telles que l'huile chaude dans un moteur, une couche intermédiaire est utilisée pour éviter d'endommager le capteur sensible. En plus de leur utilisation quasi omniprésente dans les équipements de traitement, les naturalistes utilisent également les capteurs de pression pour déterminer des variables telles que la profondeur d'un pack de glace ou la densité d'une couche de roche.