Analisi del principio dei diversi tipi di sensori di pressione

Il sensore di pressione è il sensore più comunemente utilizzato nella pratica industriale. È ampiamente impiegato in vari ambienti di controllo automatico industriale, che coinvolgono settori come l'idraulica, i trasporti ferroviari, gli edifici intelligenti, il controllo automatico della produzione, l'aerospaziale, l'industria militare, la petrolchimica, i pozzi petroliferi, l'energia elettrica, le navi, le macchine utensili, le condutture e molti altri. Di seguito una breve introduzione ai principi e alle applicazioni di alcuni sensori comunemente usati.

Un sensore di pressione è un dispositivo o apparecchio in grado di rilevare segnali di pressione e convertirli in segnali elettrici di uscita utilizzabili secondo determinate regole. Un sensore di pressione è solitamente composto da un elemento sensibile alla pressione e un'unità di elaborazione del segnale.

1. Sensore di pressione piezoresistivo

L'estensimetro a resistenza è uno dei componenti principali delsensore di pressione piezoresistivo. Il principio di funzionamento dell'estensimetro a resistenza metallica è il fenomeno per cui il valore di resistenza della resistenza estensimetrica adsorbito sul materiale di base cambia con la deformazione meccanica, comunemente noto come effetto di resistenza estensimetrica.

2. Sensore di pressione ceramico

The sensore di pressione ceramicosi basa sull'effetto piezoresistivo. La pressione agisce direttamente sulla superficie frontale del diaframma ceramico, causando una leggera deformazione del diaframma. La resistenza a film spesso è stampata sul retro del diaframma ceramico e collegata a un ponte di Wheatstone. Grazie all'effetto piezoresistivo, il ponte genera un segnale di tensione altamente lineare proporzionale alla pressione e proporzionale alla tensione di eccitazione. Il segnale standard viene calibrato su 2,0/3,0/3,3 mV/V a seconda del campo di pressione, rendendolo compatibile con i sensori estensimetrici.

3. Sensore di pressione al silicio diffuso

Il principio di funzionamento del sensore di pressione al silicio diffuso si basa anch'esso sull'effetto piezoresistivo. Sfruttando il principio dell'effetto piezoresistivo, la pressione del fluido misurato agisce direttamente sul diaframma del sensore (acciaio inossidabile o ceramica), facendo sì che il diaframma produca un micro spostamento proporzionale alla pressione del fluido. Ciò fa variare il valore di resistenza del sensore; un circuito elettronico rileva questa variazione e la converte in un segnale di misura standard corrispondente a tale pressione.

4. Sensore di pressione piezoelettrico

Il sensore piezoelettrico si basa principalmente sull'effetto piezoelettrico. Il sensore piezoelettrico non può essere utilizzato per misure statiche, poiché la carica generata dopo l'applicazione di una forza esterna si conserva solo se il circuito ha un'impedenza di ingresso infinita. Nella realtà non è così, quindi ciò determina che ilsensore di pressione piezoelettricopuò misurare solo sollecitazioni dinamiche.

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