Vad är tryckgivare?
Trycksensorer har varit efterfrågade sedan ångtidens tillkomst. Miljarder av sådana sensorer används dagligen för att övervaka trycket på vätskor i rör, motorer, hydraulik eller i naturen. Specialiserade sensorer används också för att bestämma fasta eller gasers tryck. En typisk trycksensor är ungefär en kubik tum stor, även om vissa kan vara hundra eller fler gånger mindre, till exempel de som används i mikroelektromekaniska system.
De flesta moderna tryckgivare fungerar baserat på en princip som kallas piezoresistens. Tryck får ett material att leda elektricitet med en viss hastighet, vilket leder till en specifik nivå av laddningsflöde associerat med en specifik trycknivå. Denna laddning matas till en tråd som leder till en kontrollpanel och display för mänsklig analys.
Konventionella trycksensorer använder filmmotstånd, töjningsmätare, metalllegeringar eller polykristallina halvledare som det resistiva mediet. Dessa material leder mer eller mindre elektricitet baserat på geometriska deformationer i deras struktur. Eftersom en linjär ökning av trycket inte leder till en linjär storlek i deformation, måste kalibreringstekniker användas för att bestämma det verkliga trycket. Dessa är inbyggda i de allra flesta system.
I mer känsliga trycksensorer baserade på monokristallina halvledare, som tillverkas med konventionell halvledarteknik, kan små deformationer ge upphov till stora förändringar i motstånd. Förändringen i motstånd baseras inte på geometriska deformationer i ledningsmaterialet, utan på mindre, mer känsliga strukturella varv.
Det finns flera olika typer av tryckgivare. Den ena är en absolut tryckgivare, som mäter absoluttryck med ett vakuum som referenspunkt. En annan är en gagesensor, som mäter tryck med hänvisning till det omgivande atmosfärstrycket. Det finns också differenstrycksensorer, som mäter tryckskillnaden mellan två kontakter.
Vanligtvis finns det ett mellanliggande medium mellan vätskan som mäts och trycksensorn själv. Ofta används en metallisk membran eller hermetiskt tillsluten vätskekammare. Speciellt när man mäter trycket på flyktiga eller frätande material, som het olja i en motor, används ett mellanlager för att förhindra skador på den känsliga avkänningsanordningen. Förutom deras nästan allestädes närvarande användning i processutrustning, används även trycksensorer av naturforskare för att bestämma variabler som djupet på ett ispack eller tätheten för ett bergskikt.