Hva er trykksensorer?

Trykkfølerne har vært etterspurt siden ankomsten av dampalderen. Milliarder av slike sensorer brukes daglig for å overvåke væsketrykket i rør, motorer, hydraulikk eller i naturen. Spesialiserte sensorer brukes også til å bestemme trykket til faste stoffer eller gasser. En typisk trykksensor er omtrent en kubikk tomme i størrelse, selv om noen kan være hundre eller flere ganger mindre, for eksempel de som brukes i mikroelektromekaniske systemer.

De fleste moderne trykksensorer fungerer basert på et prinsipp som kalles piezoresistens. Trykk får et materiale til å lede strøm med en viss hastighet, noe som fører til et spesifikt nivå av ladningsstrøm tilknyttet et spesifikt trykknivå. Denne ladningen føres til en ledning som fører til et kontrollpanel og display for menneskelig analyse.

Konvensjonelle trykksensorer bruker filmmotstander, strekkmålere, metalllegeringer eller polykrystallinske halvledere som resistive medier. Disse materialene leder mer eller mindre strøm basert på geometriske deformasjoner i deres struktur. Fordi en lineær økning i trykk ikke fører til en lineær størrelse i deformasjon, må kalibreringsteknikker brukes for å bestemme det sanne trykket. Disse er innebygd i de aller fleste systemer.

I mer følsomme trykksensorer basert på monokrystallinske halvledere, som er produsert ved bruk av konvensjonell halvlederteknologi, kan ørsmå deformasjoner gi opphav til store endringer i motstand. Endringen i motstand er ikke basert på geometriske deformasjoner i ledende materiale, men på mindre, mer delikate strukturelle vridninger.

Det er flere forskjellige typer trykksensorer. Den ene er en absolutt trykksensor, som måler absolutt trykk ved å bruke et vakuum som referansepunkt. En annen er en gagesensor, som måler trykk med referanse til det atmosfæriske trykket. Det er også differansetrykk sensorer, som måler trykkforskjellen mellom to kontakter.

Vanligvis er det et mellomliggende medium mellom væsken som måles og trykksensoren i seg selv. Det brukes ofte et metallisk mellomgulv eller hermetisk forseglet væskekammer. Spesielt når du måler trykket på flyktige eller etsende materialer, som varm olje i en motor, brukes et mellomlag for å forhindre skade på den sarte sensorenheten. Foruten deres nesten allestedsnærværende bruk i prosessutstyr, brukes trykksensorer også av naturforskere til å bestemme variabler som dybden til en ispakke eller tettheten til et berglag.