圧力センサ技術

一般的な圧力測定技術とその応用:

  • 静電容量式:コンデンサのプレート間のダイアフラムをたわませる圧力によって生じる電気容量の変化を検出します。

  • 誘導式:磁気コアに連結され、コアに直線運動を引き起こすダイアフラムの微小なたわみを検出ます。この動きは誘導電流を変化させ、電気信号に変換されます。

  • 光学式:圧力の増加によって徐々に遮断される光源と、光の変化に比例した信号を生成するセンサを利用します。光ファイバセンサは、圧力によって生じる光の経路と位相の変化を測定するためにも使用できます。

  • 圧電式:水晶またはセラミック材料は、外部圧力によって加えられる圧縮量に比例して可変電荷を発生させます。ピエゾ抵抗技術は、材料が引き伸ばされたときの電気抵抗の変化を利用して圧力を測定します。

  • ポテンショメータ型:抵抗器(ポテンショメータ)とブルドン管に接続されたスライディングアームを利用します。圧力が変化するとアームが動き、圧力レベルに基づいてポテンショメータが相関した信号を生成します。

  • 共振式:振動するワイヤを備えたダイアフラムに力を加えると、ワイヤの共振周波数が変化し、電気信号に変換されます。

  • 歪ゲージ式:加えられた力(圧力)を、加えられた力に応じて変動する電気抵抗の変化に変換し、この抵抗値を測定します。

圧力センサをよりよく理解するためには、設計で使用可能なさまざまなタイプを確認することも重要です。以下に、基本的なタイプをアルファベット順に示します:

  • ダイアフラムセンサ:圧力を受けると変形する薄くて柔軟な円形の金属板を組み込んだセンサです。

  • 密閉型センサ:海面での大気圧を基準圧力として使用します。

  • ソリッドステートセンサ:可動部品がなく、電界効果トランジスタなどの半導体スイッチング素子を使用して圧力を感知します。

  • 歪ゲージ式センサ:外力による長さの変化によって生じる抵抗を測定し、電気信号に変換します。

  • 薄膜センサ:その名の通り、抵抗素子を含む薄膜を利用したセンサで、圧力によって誘発される長さと厚みの変化によって抵抗値が変化します。

  • 真空センサ:大気圧よりも低い圧力を測定するように設計されています。通常、圧電技術を利用したり、特定の空間内の気体の体積を測定します。

  • ベント式センサ:周囲の気圧との相対的な圧力を測定します。

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製品選択の注意事項:
最初の重要なパラメータは動作圧力範囲であり、メーカーが指定するデバイスが機能する安全な圧力範囲を規定します。動作温度範囲、センサが故障せず動作できる最大圧力、出力タイプ(アナログ/デジタル)も重要な考慮事項です。出力レベル、精度とドリフト、分解能、電源電圧の他に、温度、湿度、圧力、液体への暴露、放射線、センサと受信装置間の物理的距離などの環境要因も考慮する必要があります。これらのパラメータをすべて考慮することで、必要な動作条件と性能要件を満たす、特定のアプリケーションに適した圧力センサを選択してください。

出典 - DigiKey記事ライブラリ - 圧力センサの紹介

センサの選択:
圧力センサ、トランスデューサ - 産業用
圧力センサ、トランスデューサ

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Sensirionの差動圧力センサに関するFAQ
圧力センサーの用語
圧力センサの種類




オリジナル・ソース(English)