تشریح مختصر مانیزمهای بکار گرفته شده در ساخت تجهیزات اندازه گیری

تجهیزات اندازه گیری بر اساس مکانیزم های :

۱- مکانیکی    ۲- هیدرولیکی    ۳– پنوماتیکی  ۴  – نوری (اپتیکی)    ۵- الکتریکی

۶- الکترونیکی و دیجیتالی

ساخته می شوند. ضمن معرفی کوتاه هر مکانیزم حداقل یک وسیله اندازه گیری معرفی و عکسی و قابلیتهای آن وسیله اندازه گیری را بیان کنید.

افزودن نظر
5 پاسخ(ها)

فشار نیروی وارد بر سطح می باشد.فشارسنج (Barometer) / مانومتر (manometer)را برای اندازه گیری فشارهوا به کار می‌برند.فشارسنج / مانومتر به گونه ای ساخته شده که برای اندازه گیری فشار دارای ستون مایعی است که معمولا آب یا جیوه می باشد. ارتفاع این ستون مقدار فشار را نشان می دهد. مانومتر یا فشار سنج جیوه ای (مانومتری که از جیوه استفاده می کند.) فشار سنج آبی (مانومتری که از آب استفاده می کند). بارومتر فشار سنجی از نوع مانومتر می باشد. مانومتر نشان داده در شکل دارای لوله شیشه ای U شکل است که از هر دو طرف باز می باشد و با مقداری جیوه پر شده است. هنگامی که هر دو ساق لوله ی مانومتر به اتمسفر وصل شود فشار اتمسفریک در هر دو لوله اثر می کند و ارتفاع جیوه در هر دو ستون مانومتر برابر خواهد شد.

ارتفاع ستون جیوه در این نقطه به عنوان مبنا تعیین شده و برای خواندن انحراف ستون جیوه از شرایط صفر، مانومتر در هر دو جهت بر حسب میلی متر کالیبره می شود. هنگامی که یکی از ساق های لوله U شکلِ فشارسنج که به مخزنی که می خواهیم فشار آن را اندازه بگیریم وصل می شود؛ فشار وارد بر یک ساق لوله با فشار اتمسفریک وارد بر ساق دیگر مانومتر مقابله می نماید؛ و در صورتی که فشار مخزن بیشتر از فشار اتمسفریک باشد موجب پایین رفتن سطح جیوه در ساق متصل به مخزن و اگر هم فشار مخزن کمتر از فشار اتمسفر باشد موجب بالا رفتن سطح جیوه در ساق متصل به مخزن می گردد.
فشارهای کمتر از اتمسفر معمولا خلا نامیده می شوند و بر حسب میلی متر جیوه قرائت می گردند. به دلیل اختلاف دانسیته  جیوه  و آب، فشارهایی که تاثیر ناچیزی در ارتفاع ستون جیوه می گذارند تغییرات قابل ملاحظه ای در ارتفاع ستون آب به وجود خواهند آورد لذا مانومترهای آبی برای اندازه گیری فشارهای بسیار کم مفید خواهند بود. فشار اتمسفریک نرمال معادل  ۷۶۰ mm HG و ۱۰٫۳۳ متر آب می باشد. مقدار h فشار بر حسب ستون جیوه می باشد.
چون تمام سیالات با تغییر دما منبسط و منقبض می شوند در صورت نیاز به دقت زیاد بایستی فشارهای به دست آمده توسط مانومترها برای انحراف درجه حرارت نیز تصحیح نمود.

هر فشارسنج (Barometer) تشکیل شده است از یک قوطی فلزی تخت و درزبندی شده که درون آن از هوا خالی است. فشار هوا می‌خواهد قوطی را مچاله کند اما چون فلز خاصیت فنری دارد کاملاً مچاله نمی‌شود. با تغییر فشارهوا جدار فلزی قوطی بالا و پایین می‌رود. مجموعه‌ای از اهرم‌ها حرکت جدار قوطی را به حرکت عقربه‌ای بر روی صفحه مدرج (شبیه صفحه ساعت) تبدیل می‌کند. با بالا رفتن از سطح زمین (مثلاً با هواپیما) و همچنین با تغییر شرایط آب و هوا، فشار هوا کم می‌شود. فشارسنج را برای سنجش ارتفاع پرواز هواپیما از سطح زمین و نیز برای پیش بینی وضع هوا به کار می‌برند. در هواشناسی فشار هوا را بر حسب میلی بار (mb) بیان می‌کنند. میانگین فشار هوا در مجاورت سطح دریا در حدود ۱۰۰۰mb است.

سنسور فشار عموما فشار گاز یا مایع را اندازه می گیرد. فشار به اصطلاح نیروی لازم برای جلوگیری از پخش شدن مایع است و معمولاً به صورت نیرو بر سطح تعریف می شود. سنسور فشار معمولاً به صورت مبدل کار می‌کند و سیگنالی تابع اثر فشار تولید می کند. برای این منظور می توان سیگنال الکتریکی در نظر گرفت. سنسورهای فشار روزانه برای کنترل و مانیتورینگ هزاران کاربرد استفاده می شوند.

سنسورهای فشار می توانند به طور غیر مستقیم برای اندازه گیری سایر متغیرها استفاده شوند. برای مثال: دبی سیال/ گاز، سرعت، سطح مایع و ارتفاع از این متغیرها هستند. به سنسورهای فشار، مبدلهای فشار، ترنسمیتر فشار، فرستنده فشار، نشاندهنده فشار، پیزومتر و مانومتر و … نیز گفته می شود. هم چنین طبقه ای از سنسورهای فشار وجود دارند که برای اندازه گیری حالت پویای تغییرات سریع در فشار طراحی شده اند.

فشارسنج دیجیتال Digital Pressure Gauge

از آنجائیکه فشار از کمیت های مورد اندازه گیری بسیار مهم در صنایع مختلف بوده و اندازه گیری دقیق و سریع آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است، فشارسنج دیجیتال و یا نانومتر ابزاری است که توانایی اندازه گیری فشار بصورت دیجیتالی با زمان پاسخ دهی کم و با دقت بالا را دارا می باشد و فشار اندازه گیری شده را بر روی صفحه نمایش نشان می دهد. از فشار سنج های دیجیتالی در صنایع مختلف، آزمایشگاهها، سیستم های گرمایشی، تهویه، بیمارستانها و … استفاده می شود. همچنین در صورتی که فشار سنج دیجیتالی توانایی اندازه گیری فشار کمتر از یک اتمسفر در نقطه ای مشخص را داشته باشد به آن فشار اندازه گیری شده نیز می گویند، همچنین برخی از فشار سنج ها توانایی اندازه گیری و مقایسه فشار دو یا چند نقطه را دارند که به آنها فشارسنج تفاضلی یا فشارسنج دیفرانسیلی می گویند.
یکی از مهمترین کمیت های مورد اندازه گیری در واحد های صنعتی، کمیت فشار می باشد، بگونه ای که برای تعیین نوع تجهیزات ابزار دقیق معمولا یکی از آیتم هایی که همواره مورد سوال است ، فشار سیستم و در نتیجه ماکزیمم فشار قابل تحمل آن می باشد. از اینرو همواره نیازمند تجهیزاتی هستیم تا با توجه به شرایط محیطی و استاندارد های مربوط بتوانند فشار سیستم را اعلام کنند و با توجه به آن عمل می کنند، به همین منظور فشار سنج های دیجیتال یکی از ابزارهای پرکاربرد در صنایع مختلف می باشد.
فشار سنجها در حقيقت از يك سنسور حساس از نوع استرين گيج ساخته شده كه به كمك مدار الكترونيكي از نوع پل وتسون ميتواند مقادير نيروي وارد شده بر سنسور را به صورت پارامتر الكتريكي و با اسكيل و كاليبره مناسب به فشار نشان دهد . فشار سنجها ديجيتال امكانات بيشتري به اپراتور از لحاظ تغيير واحدها ، يا ثبت مقادير ماكزيمم و مينيمم در حافظه داخلي و همچنين امكان كاليبره كردن آسان مي دهند. از معايب آنها مي توان به اين نكته اشاره كرد كه براي اپراتور گيجهاي آنالوگ ملموس تر بوده و براي مقايسه بصري بين مقادير راحت تر است .
فشار سنجهای دیجیتال نسبتا شبیه به فشار سنجهای آنالوگ به نظر میرسد با این تفاوت که به شما امکان اندازه گیری فشار را با قابلیت و دقت بالاتر می دهند . اپراتور به راحتی با فشار کلیدهای روی دستگاه می تواند رنجهای فشار را تغییر دهید یا دستگاه را کالیبره نماید . در مدلهای پیشرفته تر امکان ذخیره اطلاعات فشاری و همچنین قابلیت کالیبراسیون در نظر گرفته شده است. در مواردی که دقت بالا مورد نیاز باشد این فشار سنجهای جایگزین مناسبی برای گیج های فشار آنالوگ میباشند. در بعضی مدلهای این فشارسنج ها علاوه بر نمایش مقدار فشار می توانند به عنوان پرشر سوئیچ و یا حتی پرشر ترانسمیتر از دستگاه استفاده کرد.

حس کردن فشار

۲ دسته بندی اساسی برای سنسورهای آنالوگ فشار وجود دارد: انواع جمع کننده نیرو: این نوع از سنسورهای فشار الکترونیکی عموما از یک جمع کننده نیرو استفاده می کنند.(مانند دیافراگم، پیستون، لوله بوردونی) تا کشش را بر اساس نیروی اعمالی و فشار بر سطح اندازه بگیرد.

• گیج‌های کشش پیزو رزیستور

از اثر پیزو رزیستور گیج‌های کشش قرارداده شده بر روی تکیه گاه برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. انواع تکنولوژی‌های معمول سیلیکن (مونو کریستالی)، پوسته نازک پلی سیلیکن، ورق فلز قرار داده شده بر روی تکیه، ورق ضخیم . عموما گیج‌های کشش در یک ساختار مدار پل وتستون اتصال می یابند تا خروجی سنسور را حداکثر کنند. این معمول‌ترین تکنولوژی به کار گرفته شده برای اهداف عمومی اندازه گیری فشار است. این تکنولوژی‌ها با اندازه گیری فشار مطلق، گیج، خلا و فشار تفاضلی وفق داده می شوند.

• خازنی

از دیافراگم و کاواک فشار برای ایجاد خازن متغیر استفاده می‌شود تا کشش ناشی از فشار اعمالی را تعیین کند. تکنولوژی‌های معمولی از فلز، سرامیک و دیافراگم‌های سیلیکنی استفاده می کنند. این تکنولوژی‌ها برای فشارهای کم کاربرد دارند. ( مطلق، تفاضلی و گیج) در سنسور فشار نوع خازنی فشار تفاضلی به دیافراگم اعمال می‌شود که باعث می‌شود دیافراگم به یکی از صفحات خازن نزدیک شده و از دیگری دور شود. بنابراین ظرفیت خازن تغییر می‌کند که این تغییر متناسب با فشار اعمال شده به دیافراگم است. تغییر ظرفیت خازن توسط مدار الکتریکی و ترنسمیتر تبدیل به سیگنال الکتریکی می‌شود که در واحدهای فشار کالیبره شده است.

• الکترومغناطیسی

جابجایی دیافراگم از طریق تغییر در اندوکتانس (رلوکتانس)، LVDT، اثر هال و یا قانون جریان ادی اندازه گیری می شود. سنسور فشار القایی نشان داده شده دارای دو سیم پیچی می‌باشد که با یک هسته مغناطیسی کوپل شده اند. هنگامی که فشار اعمال شده دیافراگم را حرکت دهد، این هسته جابجا می شود. خاصیت القایی توسط مدارهای الکترونیکی مانند مدارهای رزونانس اندازه گیری می شود.

• پیزو الکتریک

از اثر پیزو الکتریک در مواد معین همانند کوارتز استفاده می‌کند تا کشش ناشی از فشار را اندازه بگیرد. این تکنولوژی برای اندازه گیری فشارهای پویا استفاده می شود. انواعی از کریستال‌ها به نام پیزوالکتریک در اثر تغییر شکل مکانیکی سیگنال الکتریکی تولید می کنند که سطح ولتاژ این سیگنال متناسب با میزان تغییر شکل است. کریستال به یک دیافراگم فلزی متصل است . یک سمت دیافراگم برای اندازه گیری فشار، در تماس با سیال فرایند می‌باشد و سمت دیگر دیافراگم به طور مکانیکی به کریستال متصل است. سیگنال ولتاژ خروجی کریستال دامنه کوچکی دارد (در محدوده میکرو ولت) پس باید یک تقویت کننده با امپدانس ورودی بالا به کار گرفته شود. به منظور جلوگیری از اتلاف سیگنال، تقویت کننده باید در نزدیکی سنسور نصب شود. کریستال تا دمای ۴۰۰ °F را تحمل می کند. تغییرات دما کریستال را تحت تاثیر قرار می دهد بنابراین جبران سازی دما باید صورت گیرد.

• نوری

از تغییر فیزیکی فیبر نوری برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. به عنوان مثال درFiber Bragg Grating از این تکنولوژی استفاده می شود. این تکنولوژی در کاربردهایی که با چالش همراه هستند استفاده می شود. برای مثال در مکان‌های غیر قابل دسترس، دماهای بالا و یا در تکنولوژی‌های ذاتا مصون از تداخلات الکترومغناطیس و اندازه گیری‌های راه دور.

• پتانسیومتری

از حرکت جاروبک در طی مکانیزم مقاومتی برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. انواع دیگر این انواع سنسورهای فشار الکترونیکی از خواص دیگر ( مانند چگالی) برای تعیین فشار گاز یا مایع استفاده می کنند.

• رزونانس

اعمال فشار باعث ایجاد تغییر در چگالی گاز می‌شود و آن نیز موجب تغییر فرکانس رزونانس می شود. برای استفاده از این تکنولوژی می توان از ابزار “جمع کننده نیرو” مانند موارد ذکر شده در بالا استفاده کرد. هم چنین می توان عنصر رزونانس کننده را به طور مستقیم در معرض ماده قرار داد . در این صورت نیز فرکانس نوسان وابسته به چگالی ماده می باشد. سنسورها از سیم‌های نوسان کننده، تیوب‌های نوسان کننده، کوارتز، و سیستم‌های میکرو الکترو_مکانیکی (MEMS) ساخته می شوند.در کل مشخصه این تکنولوژی، خروجی پایدار آن است.

• دما

با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر می‌کند و به دنبال آن، گذردهی گرمایی آن تغییر می کند. نمونه رایج این سنسورها، گیج های “پیرانی” هستند.

 یونیزاسیون

با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر می‌کند و به دنبال آن، جریان یون‌های موجود در آن تغییر می کند. نمونه‌های رایج این نوع سنسور، گیج‌های کاتد سرد و کاتد گرم است.

پنوماتیکی

پنوماتیکی عبارتند از قالبا تماس فلز-فلز در این گونه اندازه گیری ها وجود ندارد وبزرگ نمایی خطی دارند و علاوه بر آن قیمت کمتری نسبت به وسایل مشابه دارند.نحوه ی بزرگ نمایی در کمپراتور های پنوماتیک شبیه کمپراتور های الکتریکی میباشد سیگنال ورودی تقویت میشود و قدرت لازم برای عملکرد سیستم اندازه گیری از منبع خارجی تامین میشود بخاطر اینکه تماس فیزیکی با قطعه کار وجود ندارد بزرگنمایی های بالاتر با حساسیت بالا قابل دست یابی هستند .مزیتی که در عدم تماس فلز –فلز در کمپراتور های پنوماتیکی وجود دارد در دیگر وسایل اندازه گیری قابل دست یابی نیست همچنین کاربرد کمپراتور های پنوماتیکی محدود به حس کننده ی هوایی نمیباشد بلکه میتوانید برای رفع دیگر نیاز های اندازه گیری کلگی هایی از نوع تماسی به آنها اضافه کنید. (Back Pressure comparators) وسایل اندازه گیری:کمپراتور های پنوماتیکی فشاری کمپراتور های پنوماتیکی وسایل آنالوگ هستند که از منبع نامحدود هوا برای اندازه گیری استفاده میکنند دو نوع کمپراتور های پنوماتیکی وجود دارد که یکی بر اساس تغییر فشار  هوا و دیگر بر اثر مقدار دبی هوا کار میکند در ابتدا در مورد نوع فشاری بحث میکنیم .

در این نوع کمپراتور فشار میانی بستگی به فشار منبع افت فشار در گلوی محدود کننده و  گلویی نازل دارد افت فشار وقتی حاصل میشود که بین دو نقطه از سیال اطلاف فشار به وجود  آید علت این امر به دلیل ایجاد گردابهایی در سیال میباشد.جریان هوای خروجی از گلویی نازل بستگی به دارد با توجه به این فاصله فشار میانی هم تغییر خواهد کرد مقدار این تغییر X فاصله خواهد بود اگر قطعه به سمت گلویی نازل خواهد بود اگر قطعه به X متناسب با تغییرات سمت گلویی نازل نزدیک شود جریان هوا فشرده میشود و در نتیجه هوای کمتری به بیرون خواهد رفت این امر هم به نوبه ی خود باعث افزایش فشار خواهد شد اندازه گیری ها به وسیله ی یک فشار سنج انجام میشود.

سیستم بالایی که دارای دوگلویی میباشد اساس کمپراتور های پنوماتیکی فشاری را تشکیل میدهد در این گونه وسایل با تغییر فشار میانی دبی هوا نیز تغییرخواهد کرد مقدار  هوای وردودی به سیستم باید معادل با مقدار هوای خروجی باشد فشار میانی باید طوری باشد که همان مقدار هوا از طریق تنظیم کننده ی فشار وارد سیستم میشود بتواند از سیستم خارج شود اگر چه بطور اتماتیک چنین تعادلی در سیستم بوجود خواهد آمد ولی مدت زمانی طول خواهد کشید تا این تعادل به وجود اید وبه این مدت زمان که ناشی مقدار واماندگی بستگی به ارتباط حجم (LAG) از تراکم پذیریهوا میباشد واماندگی لج لوله و اندازه ی گلویی دارد با افزایش واماندگی حساسیت دستگاه کاهش پیدا میکند برای روشن شدن مطلب فرض کنید کمپراتوری با حجم لوله ای کم و اندازه گیری لوله ای گلویی بزرگ بکار میرود اگر فاصله ی بین قطعه و گلویی کم باشد شکل ۲٫۱۰ واماندگی هم زیاد باشد تاثیر قطر لوله بر روی فشار خوانده شده X کمتر خواهد بود ولی اگر فاصله خواهد بود چنین سیستمی با اینکه حساسیت بالایی دارد X بیشتر از تاثیر تغییرات فاصله ولی رنج کوتاهی خواهد داشت . باعث تغییر در X فشارسنج نیوماتیکی فشاری.در این سیستم هر گونه تغییر در فاصله ی فشار لوله میشود که با نصب فشار سنج میتوان مقدار آن را خواند . برعکس حالتی را درنظر بگیرید که از کمپراتوری با حجم لوله ی بزرگ و اندازه ی گ لویی کوچک استفاده بر روی فشار خوانده شده بیشتر است X میکنید در این حالت تاثیرتغییرات فاصله میتوانید رنج دستگاه را زیاد کنید ولی با افزایش رنج مقدار وا ماندگی نیز زیاد خواهدشد بنا بر این در این حالت هم حساسیت و هم رنج دستگاه محدود خواهد شد ۲ نوع نشانه گر خارجی برای کمپراتور های پنوماتیکی فشاری شکل ۲٫۱۰ وجود دارد یکی از نشانگر های خروجی که استفاده میشود فشارسنج بردون میباشد شکل ۳٫۱۰ که غالبا میباشد اگر چه این فشار سنج یک وسیله ی X تا ۵۰۰۰ X بهترین رنج بزرگ نمایی از ۱۰۰۰کاربردی میباشد ولی به مرور زمان قطعات متحرک داخلی آن ساییده میشود برای حذف این سایش میتوانید از ستون آب استفاده کنید ولی استفاده از این راه حل در این گونهوسایل کاربرد عمومی پیدا نکرده است.

پاسخ داده شده در ۱۳۹۹/۰۲/۲۵.
افزودن نظر

فشار یک کمیت بسیار مهم در صنایع مختلف می باشد و بدین دلیل اندازه گیری دقیق و سریع  فشار و فشار سنجی از اهمیت زیادی برخوردار است، این اهمیت به قدریست که برای تعیین نوع تجهیزات ابزار دقیق و اندازه گیری معمولا یکی از آیتم های مهم و مورد سوال، فشار سیستم و در نهایت ماکزیمم فشار قابل تحمل آن می باشد. از اینرو  صنایع همواره نیازمند تجهیزاتی هستند که با توجه به شرایط محیطی و استاندارد های مربوط بتوانند فشار سیستم را اعلام کنند، یک فشارسنج صنعتی ابزاریست که توانایی اندازه گیری فشار به صورت آنالوگ و یا دیجیتالی با زمان پاسخ کم و با دقت بالا را داراست و می تواند فشار اندازه گیری شده را در بر روی صفحه نمایش نشان دهد. از فشار سنج  صنعتی الکتریکی در صنایع مختلف کوچک و بزرگ، آزمایشگاهها، سیستم های گرمایشی، تهویه، بیمارستانها و … استفاده می شود. برخی از فشار سنج ها که به فشار سنج دیجیتال صنعتی معروفند توانایی اندازه گیری و مقایسه فشار دو یا چند نقطه را دارند که به آنها فشارسنج تفاضلی یا فشارسنج دیفرانسیلی می گویند.

فشارسنج هاي هيدرواستاتيکي :

فشارسنجهاي هيدرواستاتيکي ( مانند مانومتر ستون مايع ) فشار را با نيروي هيدرواستاتيکي که بر واحد سطح در پائيني‌ترين موقعيت ستون سيالي که درون لوله ( مانومتر ستون مايع ) قرار دارد مقايسه مي‌کند . اندازه‌گيري فشار به روش هيدرواستاتيکي مستقل از نوع گازي است که اندازه‌گيري مي‌شود و بنابراين طراحي آن مي‌تواند بگونه اي باشد كه بطور خطي عمل نمايد و منخني کاليبراسيون آن بسيار خطي باشد . عليرغم اين مزيت ، اين قبيل وسايل پاسخ ديناميکي ضعيفي دارند .

فشارسنج هاي پيستوني:

فشارسنج هاي نوع پيستوني ،براساس ايجاد توازن بين فشار يک سيال با جرم يک جسم جامد ( مثل وزنه ) يا نيروي کشش فنر کار مي‌کند . نام ديگر اين نوع فشارسنجها آزمونگر بارراكد است. معمولاً آزمونگرهاي بارراكد از درستي بالايي برخوردار بوده و بعنوان وسيله استاندارد مرجع براي کاليبراسيون ساير وسايل اندازه‌گيري فشار بکار مي‌رود .

 فشارسنج هاي ستون مايع :

فشارسنج هاي ستون مايع از يک ستون عمودي مايع تشکيل شده که در درون يک لوله که دو انتهاي آن در معرض دو فشار مختلف هستند قرار دارد . ستون مايع تا زمانيکه وزنش در تعادل با اختلاف فشار بين دو انتهاي لوله بشود ، بالا يا پايين مي‌رود تا تثبيت شود. شکل ساده اين نوع مازومترها U شکل است که نصف آن از مايع پرشده است و يک طرف آن به فشار تحت اندازه‌گيري و طرف ديگر آن به يک فشار مرجع ( مثلاً فشار اتمسفر يا خلاء ) وصل مي‌شود . اختلاف سطح مايع در دو طرف لوله U شکل ، معياري براي بيان  فشار اعمالي به وسيله ميباشد. فشار اعمالي بوسيله ستون مايع به ارتفاع h و چگالي   ρ از معاادله فشار هيدرواستاتيکي P= ρgh بدست مي‌آيد . بنابراين اختلاف فشار بين فشار اعمالي Pa و فشار مربع P0 در لوله U شکل مانومتر ، را مي‌توان از رابطه زير حساب کرد :

Pa-P0= ρgh

با اينکه در اين مانومتر مي‌توان از هر نوع سيالي استفاده کرد ولي استفاده از جيوه بخاطر چگالي بالاي آن ( ۱۳٫۵۳۴g/cm2 ) و فشار بخار پايين ترجيح داده مي‌شود .

                                           فشار سنج بارومتر
براي اختلاف فشارهاي کم و بيشتر از فشار بخار آب ، معمولاً از آب معمولي بعنوان سيال درون مانومتر استفاده مي‌کنند و واحد اندازه‌گيري متداول آن اينچ آب است . عليرغم اينکه اين نوع مانومتر مستقل از نوع گازي هستند که فشار آنها مي‌خواهد اندازه‌گيري شود و همچنين بسيار خطي عمل مي‌کنند ولي پاسخ ديناميكي ضعيفي دارند. در اندازه‌گيري خلاء ، اگر سيال مايع مورد استفاده داراي فشار بخار خيلي بالا باشد ممکن است بخار شده و محيط خلاء راآلوده کند .
وقتي که از اين نوع وسايل براي اندازه‌گيري فشار  مايعات استفاده مي‌شود ، يک حلقه پر شده از گاز يا يک سيال سبک بايستي بعنوان ايزوله کننده سيال درون مانومتر و مايع تحت اندازه‌گيري استفاده شود تا از مخلوط شدن آنها جلوگيري كند .
فشارسنجهاي هيدرواستاتيکي ساده مي‌توانند فشار کم از ۱۰۰Paتا چند اتمسفر ( تقريباً ۱,۰۰۰,۰۰۰ Pa ) را اندازه‌گيري کنند .

فشارسنج هاي آنرويدي( فشار سنج های مكانيكی):

فشارسنجهاي آنرويدي براساس خاصيت الاستيكي جزء حسگر فشار که فلزي است کار مي‌کند . در اين وسيله هيچگونه سيالي ( مانند مايع در مانومترهاي هيدرواستاتيکي ) استفاده نمي‌شود لذا به آن آنرويد ( يعني بدون سيال ) مي‌گويند . فشارسنجهاي آنرويدي را فشارسنجهاي مکانيکي نيز مي‌نامند.فشار سنجهاي بوردوني و ديافراگمي از دسته فشار سنجهاي آنرويدي محسوب ميشوند.
اين فشارسنجها مي‌توانند فشار مايعات و گازها را اندازه‌گيري کنند ولي به نوع گازي که فشار آن را اندازه مي‌گيرند وابستگي نداشته و برخلاف مانومترهاي هيدرواستاتيکي منجر به آلودگي سيستم تحت اندازه‌گيري نمي‌شوند .
جزء حسگر اين وسايل مي‌تواند لوله بوردون ، يک ديافراگم ، يک کپسول يا مجموعه‌اي از شش ها باشد که در پاسخ به فشار تحت اندازه‌گيري شکل آن تغيير مي‌کند . مقدار تغيير شکل جزء حسگر براثر فشار را مي‌توان توسط يک عقربه که با مکانيزم متحرک به جزء حسگر وصل شده است يا توسط يک مبدل ثانويه مورد قرائت قرار دارد.
در سيستم‌هاي مدرن سنجش خلاء ، معمولاً مبدل ثانويه يک خازن متغيير است که با تغيير شکل مکانيکي ، ظرفيت آن تغيير مي‌کند .به فشارسنجهاي که با تغيير خازن فشار را نشان مي‌دهند ، فشارسنجهاي باراتون مي‌گويند .

فشارسنج هاي بوردون:

فشارسنجهاي بوردوني براساس اين اصل کار مي‌کنند که اگر يک لوله تخت تحت فشار تمايل دارد به سطح مقطعي دايره‌اي تغيير شکل پيدا کند . اگر لوله به صورت شکل C يا مارپيچ باشد،  با اعمال فشار و افزايش كشش، کل لوله تمايل به راست شدن شکل خود يا باز شدن مارپيچها پيدا مي‌کند و از اين تمايل در تغيير شکل مي‌توان براي اندازه‌گيري فشار استفاده کرد . در سال ۱۸۴۹ ميلادي اين  اختراع به نام ايگنه بوردن در فرانسه ثبت و به دليل حساسيت عالي ، عملکرد خطي و درستي آن بطور گسترده‌اي در حاضر از آن در اندازه‌گيري فشار استفاده مي‌شود . در ۱۸۵۲ ميلادي اشکرافت حق ثبت اختراع بوردن را در آمريکا خريداري کرد و به بزرگترين سازنده فشارسنج تبديل شد . همچنين در ۱۸۴۹ ميلادي برنادر شائفر در ماگدبرگ آلمان فشارسنج ديافراگمي را با موفقيت بعنوان اختراع به ثبت رساند که همراه با فشارسنجهاي بوردني انقلابي در اندازه گيري فشار درصنعت  بوجود آورد . اما در ۱۸۷۵ ميلادي پس از اينکه ثبت اختراع بوردن به پايان رسيد، شرکت شائفر و بودنبرگ نيز فشارسنجهاي بوردني را توليد کرد .

                                        فشار سنج بوردون

در عمل اندازه‌گيري فشار در فشار سنجهاي بوردوني،  از طريق يک لوله ته بسته با ديواره نازک که در انتهاي باز آن به يک لوله حاوي سيال که فشار آن تحت اندازه‌گيري است  بصورت ثابت شده وصل مي‌شود انجام مي‌گيرد . هر چه فشار بيشتر شود ، قسمت ته بسته لوله بصورت يک قوس (کمان ) حرکت مي‌کند و اين حرکت از طريق يک پيوندارتباطي به چرخش چرخ دنده‌اي منجر مي‌شود و معمولاً اين مکانيزم متحرک قابل تنظيم است .
يک چرخ دنده با قطر کوچک نيز که بر روي محور عقربه قرار دارد ، باعث مي‌شود حرکت مکانيزم متحرک به نسبت تعداد دنده‌هاي دو چرخ دنده درگير تقويت شود . براي اينکه اين مکانيزم بتواند از طريق تنظيم و کاليبراسيون ،  فشار را بدرستي نمايش دهد نياز به تنظيم درست صفحه مدرج که پشت عقربه قرار مي‌گيرد ، تنظيم موقعيت قرارگيري محور عقربه و تنظيم طول پيوند ارتباطي ميباشد.
براي اندازه‌گيري اختلاف فشار نيز مي‌توان از فشار سنجي که داراي دو لوله بوردون مختلف که بطور مناسبي با هم ارتباط دارند استفاده کرد .
فشارسنجهاي بوردني فشارسنجش يعني فشار نسبت به فشار اتمسفر را اندازه مي‌گيرند که با فشار مطلق که نسبت به خلاء سنجيده مي‌شود متفاوت است .
معمولاً هنگاميکه فشار تحت اندازه گيري بصورت پالسهاي سريع تغيير مي‌کند ، از يک قطعه مکانيکي با يک سوراخ محدود کننده که درون لوله ارتباطي بين فشار تحت اندازه‌گيري و فشارسنج بوردني قرار مي‌دهند استفاده مي‌کنند تا از صدمه ديدن و استهلاک چرخ دنده‌هاي فشارسنج جلوگيري کنند و همزمان قرائتي از ميانگين فشار را در اختيار بگذارند .
همچنين هنگاميکه کل فشارسنج در معرض ارتعاشات مکانيکي باشد ، تمامي اجزاء دروني فشارسنج شامل عقربه و مکانيزم متحرک را با روغن يا گليسيرين پر مي‌کنند . بطورنوعي فشارسنجهاي با کيفيت بالا درستي تا ۲ درصد دامنه اندازه‌گيري و فشارسنجهاي مخصوص درستي تا۰٫۱ درصد حداکثر مقدار اندازه‌گيري را مي‌توانند برقرار کنند .

فشارسنج هاي ديافراگمي:

نوع دوم از فشارسنجهاي آنرويدي ( مکانيکي ) به فشارسنجهاي ديافراگمي معروف است که از خاصيت انحراف و جابجايي يک غشاي انعطاف‌پذيري که دو منطقه با فشارهاي مختلف را از هم جدا مي‌کند براي اندازه‌گيري فشار استفاده مي‌کند .
تغيير شکل يک ديافراگم نازک بستگي به اختلاف فشار بين دو طرف آن دارد . يکي از اين طرفها طرف مرجع و طرف ديگر طرفي است که با فشار تحت اندازه‌گيري در ارتباط است . طرف مرجع مي‌تواندبه فشار اتمسفر وصل باشد تا فشارسنجش توسط فشارسنج اندازه‌گيري شود ، يا به فشار نقطه‌اي ديگر از فرآيند وصل شود تا اختلاف فشار را اندازه‌گيري کند يا مي‌تواند پس از خلاء بسته شود يا به فشار مرجعي ثابت وصل شود تا فشار مطلق را اندازه بگيرد . ميزان تغيير شکل ديافراگم را مي‌توان به روشهاي مکانيکي ، نوري يا خازني اندازه‌گيري کرد . معمولاً ديافراگم بصورت فلزي يا سراميکي ساخته مي‌شوند و گستره مفيد اندازه‌گيري آنها از ۱Pa يا ۰٫۰۱torr به بالاست .

فشارسنج دیجیتال (الكترونيكي) :

از انواع فشار سنج هاي دیجیتال كه در كاربردهاي صنعتي بكار گرفته ميشوند  عبارتند از

                                        فشار سنج دیجیتال

 فشار سنج پيزو مقاومتي :

فشار مكانيكي اعمال شده منجر به تغيير مقاومت يك نيمه هادي شده و  فشار اعمال شده اندازه گيري ميشود

فشارسنج خازني :

با استفاده از ديافراگم و ايجاد يك خازن متغير  فشار اعمالي را اندازه ميگيرد
فشار سنج مغناطيسي:ميزان جابجايي ديافراگم منجر به تغيير در اندوكتانس (خاصيت سلفي) ،LVDT ، اثر هال يا جريان ادي شده و فشار اندازه گيري ميشود . LVDT نوعي مبدل الكتريكي (حاوي چندين سيم پيچه سلونوئيدي) است كه براي اندازه گيري جابجاييهاي خطي بكار گرفته ميشود

فشارسنج پيزو الكتريك:

از اثر پيزو الكتريك( تغيير  ولتاژ خروجي  يك ساختار كريستالي در اثر اعمال فشار مكانيكي ) در برخي مواد خاص مانند كريستال كوارتز براي اندازه گيري فشار استفاده ميشود

فشارسنج نوري:

از تغييرات فيزيكي بعمل امده برروي فيبر نوري براثر اعمال فشار براي اندازه گيري فشار استفاده ميشود

فشارسنج پتانسيومتري:

از حركت يك لغزنده برروي يك مكانيزم مقاومتي كه بطور متناسب با فشار اعمالي به لغزنده بوجود مي آيدومنجر به تغيير مقاومت ميشود، فشار اندازه گيري ميشود

 فشارسنج تشديدي:

از تغيير فركانس نوسان در يك مكانيزم حس كننده فشار  براي اندازه گيري فشار استفاده ميشود

فشارسنج هدايت حرارتي:

در گازهاي واقعي هر چه چگالي گاز ( مثلاً بر اثر افزايش فشار ) بيشتر شود ، توانايي آن در هدايت حرارت افزايش پيدا مي‌کند. لذا از اين خاصيت گازها براي اندازه‌گيري فشار استفاده مي‌شود .

                                فشار سنج هدایت حرارتی

فشارسنج يونيزاسيون:

اين فشارسنج ها ، فشارسنج هاي حساسي هستند و براي اندازه‌گيري فشارهاي خيلي کم ( خلاء شديد ) استفاده ميشوند . آنها فشار را بطور غيرمستقيم و از طريق يونهاي الکتريکي ايجاد شده در اثر بمباران الکتروني گاز اندازه مي‌گيرند . هر چه چگالي گاز کمتر باشد ، يونهاي کمتري ايجاد مي‌شوند . گاز ميتواند هواي معمولي درون يك محفظه كه فشار آن تحت اندازه گيري است و توسط يك پمپ در حال خلاء است باشد.

                                 فشار سنج یونیزاسیون

پاسخ داده شده 6 روز قبل.
افزودن نظر

یک فشارسنج صنعتی ابزاریست که توانایی اندازه گیری فشار به صورت آنالوگ و یا دیجیتالی با زمان پاسخ کم و با دقت بالا را داراست و می تواند فشار اندازه گیری شده را در بر روی صفحه نمایش نشان دهد. از فشار سنج  صنعتی الکتریکی در صنایع مختلف کوچک و بزرگ، آزمایشگاهها، سیستم های گرمایشی، تهویه، بیمارستانها و … استفاده می شود. برخی از فشار سنج ها که به فشار سنج دیجیتال صنعتی معروفند توانایی اندازه گیری و مقایسه فشار دو یا چند نقطه را دارند که به آنها فشارسنج تفاضلی یا فشارسنج دیفرانسیلی می گویند. فشار یک کمیت بسیار مهم در صنایع مختلف می باشد و بدین دلیل اندازه گیری دقیق و سریع  فشار و فشار سنجی از اهمیت زیادی برخوردار است، این اهمیت به قدریست که برای تعیین نوع تجهیزات ابزار دقیق و اندازه گیری معمولا یکی از آیتم های مهم و مورد سوال، فشار سیستم و در نهایت ماکزیمم فشار قابل تحمل آن می باشد. از اینرو  صنایع همواره نیازمند تجهیزاتی هستند که با توجه به شرایط محیطی و استاندارد های مربوط بتوانند فشار سیستم را اعلام کنند، یک فشارسنج صنعتی ابزاریست که توانایی اندازه گیری فشار به صورت آنالوگ و یا دیجیتالی با زمان پاسخ کم و با دقت بالا را داراست و می تواند فشار اندازه گیری شده را در بر روی صفحه نمایش نشان دهد.

فشارسنج هاي هيدرواستاتيکي :

فشارسنجهاي هيدرواستاتيکي ( مانند مانومتر ستون مايع ) فشار را با نيروي هيدرواستاتيکي که بر واحد سطح در پائيني‌ترين موقعيت ستون سيالي که درون لوله ( مانومتر ستون مايع ) قرار دارد مقايسه مي‌کند . اندازه‌گيري فشار به روش هيدرواستاتيکي مستقل از نوع گازي است که اندازه‌گيري مي‌شود و بنابراين طراحي آن مي‌تواند بگونه اي باشد كه بطور خطي عمل نمايد و منخني کاليبراسيون آن بسيار خطي باشد . عليرغم اين مزيت ، اين قبيل وسايل پاسخ ديناميکي ضعيفي دارند .

فشارسنج هاي پيستوني:

فشارسنج هاي نوع پيستوني ،براساس ايجاد توازن بين فشار يک سيال با جرم يک جسم جامد ( مثل وزنه ) يا نيروي کشش فنر کار مي‌کند . نام ديگر اين نوع فشارسنجها آزمونگر بارراكد است. معمولاً آزمونگرهاي بارراكد از درستي بالايي برخوردار بوده و بعنوان وسيله استاندارد مرجع براي کاليبراسيون ساير وسايل اندازه‌گيري فشار بکار مي‌رود .

 فشارسنج هاي ستون مايع :

فشارسنج هاي ستون مايع از يک ستون عمودي مايع تشکيل شده که در درون يک لوله که دو انتهاي آن در معرض دو فشار مختلف هستند قرار دارد . ستون مايع تا زمانيکه وزنش در تعادل با اختلاف فشار بين دو انتهاي لوله بشود ، بالا يا پايين مي‌رود تا تثبيت شود. شکل ساده اين نوع مازومترها U شکل است که نصف آن از مايع پرشده است و يک طرف آن به فشار تحت اندازه‌گيري و طرف ديگر آن به يک فشار مرجع ( مثلاً فشار اتمسفر يا خلاء ) وصل مي‌شود . اختلاف سطح مايع در دو طرف لوله U شکل ، معياري براي بيان  فشار اعمالي به وسيله ميباشد. فشار اعمالي بوسيله ستون مايع به ارتفاع h و چگالي   ρ از معاادله فشار هيدرواستاتيکي P= ρgh بدست مي‌آيد . بنابراين اختلاف فشار بين فشار اعمالي Pa و فشار مربع P0 در لوله U شکل مانومتر ، را مي‌توان از رابطه زير حساب کرد :

Pa-P0= ρgh

با اينکه در اين مانومتر مي‌توان از هر نوع سيالي استفاده کرد ولي استفاده از جيوه بخاطر چگالي بالاي آن ( ۱۳٫۵۳۴g/cm2 ) و فشار بخار پايين ترجيح داده مي‌شود .

                                           فشار سنج بارومتر
براي اختلاف فشارهاي کم و بيشتر از فشار بخار آب ، معمولاً از آب معمولي بعنوان سيال درون مانومتر استفاده مي‌کنند و واحد اندازه‌گيري متداول آن اينچ آب است . عليرغم اينکه اين نوع مانومتر مستقل از نوع گازي هستند که فشار آنها مي‌خواهد اندازه‌گيري شود و همچنين بسيار خطي عمل مي‌کنند ولي پاسخ ديناميكي ضعيفي دارند. در اندازه‌گيري خلاء ، اگر سيال مايع مورد استفاده داراي فشار بخار خيلي بالا باشد ممکن است بخار شده و محيط خلاء راآلوده کند .
وقتي که از اين نوع وسايل براي اندازه‌گيري فشار  مايعات استفاده مي‌شود ، يک حلقه پر شده از گاز يا يک سيال سبک بايستي بعنوان ايزوله کننده سيال درون مانومتر و مايع تحت اندازه‌گيري استفاده شود تا از مخلوط شدن آنها جلوگيري كند .
فشارسنجهاي هيدرواستاتيکي ساده مي‌توانند فشار کم از ۱۰۰Paتا چند اتمسفر ( تقريباً ۱,۰۰۰,۰۰۰ Pa ) را اندازه‌گيري کنند .

فشارسنج هاي آنرويدي( فشار سنج های مكانيكی):

فشارسنجهاي آنرويدي براساس خاصيت الاستيكي جزء حسگر فشار که فلزي است کار مي‌کند . در اين وسيله هيچگونه سيالي ( مانند مايع در مانومترهاي هيدرواستاتيکي ) استفاده نمي‌شود لذا به آن آنرويد ( يعني بدون سيال ) مي‌گويند . فشارسنجهاي آنرويدي را فشارسنجهاي مکانيکي نيز مي‌نامند.فشار سنجهاي بوردوني و ديافراگمي از دسته فشار سنجهاي آنرويدي محسوب ميشوند.
اين فشارسنجها مي‌توانند فشار مايعات و گازها را اندازه‌گيري کنند ولي به نوع گازي که فشار آن را اندازه مي‌گيرند وابستگي نداشته و برخلاف مانومترهاي هيدرواستاتيکي منجر به آلودگي سيستم تحت اندازه‌گيري نمي‌شوند .
جزء حسگر اين وسايل مي‌تواند لوله بوردون ، يک ديافراگم ، يک کپسول يا مجموعه‌اي از شش ها باشد که در پاسخ به فشار تحت اندازه‌گيري شکل آن تغيير مي‌کند . مقدار تغيير شکل جزء حسگر براثر فشار را مي‌توان توسط يک عقربه که با مکانيزم متحرک به جزء حسگر وصل شده است يا توسط يک مبدل ثانويه مورد قرائت قرار دارد.
در سيستم‌هاي مدرن سنجش خلاء ، معمولاً مبدل ثانويه يک خازن متغيير است که با تغيير شکل مکانيکي ، ظرفيت آن تغيير مي‌کند .به فشارسنجهاي که با تغيير خازن فشار را نشان مي‌دهند ، فشارسنجهاي باراتون مي‌گويند .

فشارسنج هاي بوردون:

فشارسنجهاي بوردوني براساس اين اصل کار مي‌کنند که اگر يک لوله تخت تحت فشار تمايل دارد به سطح مقطعي دايره‌اي تغيير شکل پيدا کند . اگر لوله به صورت شکل C يا مارپيچ باشد،  با اعمال فشار و افزايش كشش، کل لوله تمايل به راست شدن شکل خود يا باز شدن مارپيچها پيدا مي‌کند و از اين تمايل در تغيير شکل مي‌توان براي اندازه‌گيري فشار استفاده کرد . در سال ۱۸۴۹ ميلادي اين  اختراع به نام ايگنه بوردن در فرانسه ثبت و به دليل حساسيت عالي ، عملکرد خطي و درستي آن بطور گسترده‌اي در حاضر از آن در اندازه‌گيري فشار استفاده مي‌شود . در ۱۸۵۲ ميلادي اشکرافت حق ثبت اختراع بوردن را در آمريکا خريداري کرد و به بزرگترين سازنده فشارسنج تبديل شد . همچنين در ۱۸۴۹ ميلادي برنادر شائفر در ماگدبرگ آلمان فشارسنج ديافراگمي را با موفقيت بعنوان اختراع به ثبت رساند که همراه با فشارسنجهاي بوردني انقلابي در اندازه گيري فشار درصنعت  بوجود آورد . اما در ۱۸۷۵ ميلادي پس از اينکه ثبت اختراع بوردن به پايان رسيد، شرکت شائفر و بودنبرگ نيز فشارسنجهاي بوردني را توليد کرد .

                                        فشار سنج بوردون

در عمل اندازه‌گيري فشار در فشار سنجهاي بوردوني،  از طريق يک لوله ته بسته با ديواره نازک که در انتهاي باز آن به يک لوله حاوي سيال که فشار آن تحت اندازه‌گيري است  بصورت ثابت شده وصل مي‌شود انجام مي‌گيرد . هر چه فشار بيشتر شود ، قسمت ته بسته لوله بصورت يک قوس (کمان ) حرکت مي‌کند و اين حرکت از طريق يک پيوندارتباطي به چرخش چرخ دنده‌اي منجر مي‌شود و معمولاً اين مکانيزم متحرک قابل تنظيم است .
يک چرخ دنده با قطر کوچک نيز که بر روي محور عقربه قرار دارد ، باعث مي‌شود حرکت مکانيزم متحرک به نسبت تعداد دنده‌هاي دو چرخ دنده درگير تقويت شود . براي اينکه اين مکانيزم بتواند از طريق تنظيم و کاليبراسيون ،  فشار را بدرستي نمايش دهد نياز به تنظيم درست صفحه مدرج که پشت عقربه قرار مي‌گيرد ، تنظيم موقعيت قرارگيري محور عقربه و تنظيم طول پيوند ارتباطي ميباشد.
براي اندازه‌گيري اختلاف فشار نيز مي‌توان از فشار سنجي که داراي دو لوله بوردون مختلف که بطور مناسبي با هم ارتباط دارند استفاده کرد .
فشارسنجهاي بوردني فشارسنجش يعني فشار نسبت به فشار اتمسفر را اندازه مي‌گيرند که با فشار مطلق که نسبت به خلاء سنجيده مي‌شود متفاوت است .
معمولاً هنگاميکه فشار تحت اندازه گيري بصورت پالسهاي سريع تغيير مي‌کند ، از يک قطعه مکانيکي با يک سوراخ محدود کننده که درون لوله ارتباطي بين فشار تحت اندازه‌گيري و فشارسنج بوردني قرار مي‌دهند استفاده مي‌کنند تا از صدمه ديدن و استهلاک چرخ دنده‌هاي فشارسنج جلوگيري کنند و همزمان قرائتي از ميانگين فشار را در اختيار بگذارند .
همچنين هنگاميکه کل فشارسنج در معرض ارتعاشات مکانيکي باشد ، تمامي اجزاء دروني فشارسنج شامل عقربه و مکانيزم متحرک را با روغن يا گليسيرين پر مي‌کنند . بطورنوعي فشارسنجهاي با کيفيت بالا درستي تا ۲ درصد دامنه اندازه‌گيري و فشارسنجهاي مخصوص درستي تا۰٫۱ درصد حداکثر مقدار اندازه‌گيري را مي‌توانند برقرار کنند .

فشارسنج هاي ديافراگمي:

نوع دوم از فشارسنجهاي آنرويدي ( مکانيکي ) به فشارسنجهاي ديافراگمي معروف است که از خاصيت انحراف و جابجايي يک غشاي انعطاف‌پذيري که دو منطقه با فشارهاي مختلف را از هم جدا مي‌کند براي اندازه‌گيري فشار استفاده مي‌کند .
تغيير شکل يک ديافراگم نازک بستگي به اختلاف فشار بين دو طرف آن دارد . يکي از اين طرفها طرف مرجع و طرف ديگر طرفي است که با فشار تحت اندازه‌گيري در ارتباط است . طرف مرجع مي‌تواندبه فشار اتمسفر وصل باشد تا فشارسنجش توسط فشارسنج اندازه‌گيري شود ، يا به فشار نقطه‌اي ديگر از فرآيند وصل شود تا اختلاف فشار را اندازه‌گيري کند يا مي‌تواند پس از خلاء بسته شود يا به فشار مرجعي ثابت وصل شود تا فشار مطلق را اندازه بگيرد . ميزان تغيير شکل ديافراگم را مي‌توان به روشهاي مکانيکي ، نوري يا خازني اندازه‌گيري کرد . معمولاً ديافراگم بصورت فلزي يا سراميکي ساخته مي‌شوند و گستره مفيد اندازه‌گيري آنها از ۱Pa يا ۰٫۰۱torr به بالاست .

فشارسنج دیجیتال (الكترونيكي) :

از انواع فشار سنج هاي دیجیتال كه در كاربردهاي صنعتي بكار گرفته ميشوند  عبارتند از

                                        فشار سنج دیجیتال

 فشار سنج پيزو مقاومتي :

فشار مكانيكي اعمال شده منجر به تغيير مقاومت يك نيمه هادي شده و  فشار اعمال شده اندازه گيري ميشود

فشارسنج خازني :

با استفاده از ديافراگم و ايجاد يك خازن متغير  فشار اعمالي را اندازه ميگيرد
فشار سنج مغناطيسي:ميزان جابجايي ديافراگم منجر به تغيير در اندوكتانس (خاصيت سلفي) ،LVDT ، اثر هال يا جريان ادي شده و فشار اندازه گيري ميشود . LVDT نوعي مبدل الكتريكي (حاوي چندين سيم پيچه سلونوئيدي) است كه براي اندازه گيري جابجاييهاي خطي بكار گرفته ميشود

فشارسنج پيزو الكتريك:

از اثر پيزو الكتريك( تغيير  ولتاژ خروجي  يك ساختار كريستالي در اثر اعمال فشار مكانيكي ) در برخي مواد خاص مانند كريستال كوارتز براي اندازه گيري فشار استفاده ميشود

فشارسنج نوري:

از تغييرات فيزيكي بعمل امده برروي فيبر نوري براثر اعمال فشار براي اندازه گيري فشار استفاده ميشود

فشارسنج پتانسيومتري:

از حركت يك لغزنده برروي يك مكانيزم مقاومتي كه بطور متناسب با فشار اعمالي به لغزنده بوجود مي آيدومنجر به تغيير مقاومت ميشود، فشار اندازه گيري ميشود

 فشارسنج تشديدي:

از تغيير فركانس نوسان در يك مكانيزم حس كننده فشار  براي اندازه گيري فشار استفاده ميشود

فشارسنج هدايت حرارتي:

در گازهاي واقعي هر چه چگالي گاز ( مثلاً بر اثر افزايش فشار ) بيشتر شود ، توانايي آن در هدايت حرارت افزايش پيدا مي‌کند. لذا از اين خاصيت گازها براي اندازه‌گيري فشار استفاده مي‌شود .

                                فشار سنج هدایت حرارتی

فشارسنج يونيزاسيون:

اين فشارسنج ها ، فشارسنج هاي حساسي هستند و براي اندازه‌گيري فشارهاي خيلي کم ( خلاء شديد ) استفاده ميشوند . آنها فشار را بطور غيرمستقيم و از طريق يونهاي الکتريکي ايجاد شده در اثر بمباران الکتروني گاز اندازه مي‌گيرند . هر چه چگالي گاز کمتر باشد ، يونهاي کمتري ايجاد مي‌شوند . گاز ميتواند هواي معمولي درون يك محفظه كه فشار آن تحت اندازه گيري است و توسط يك پمپ در حال خلاء است باشد.

                                 فشار سنج یونیزاسیون

 

توصیف دستگاه فشارسنج عقربه ای

در اين دستگاه یک مانومتر از نوع عقربه اي وجود دارد. این مانومتر داراي يك صفحه مدرج(درجه بندی شده) دايره اي كه بر حسب ميليمتر جيوه  )با فاصله ۱۰ ميليمتر جيوه(  درجه بندي شده و يك عقربه گردان است كه با تغيير فشار در كيسه هوا حركت مي كند. تغيير فشار در كيسه هوا با حركت عقربه نشان داده می شود و مي توان مقدار فشار را با نگاه به محل تماس عقربه و درجه تعيين كرد.

در زماني كه هيچ فشاري وجود ندارد عقربه در روي صفحه بايد بر روي درجه صفر باشد. با باد کردن کاف و تغيير فشار در كيسه هوا عقربه در جهت عقربه هاي ساعت يا عكس آن حركت مي كند. درجه بندی عقربه ای ترکیبی از اعداد و بخش های عمودی و افقی است و باید مستقیم با چشم در یک خط عمود بر مرکز صفحه درجات، به آن نگاه كرد.

 

ضربه ها و تکان های سخت در استفاده روزانه بر روی دقت فشارسنج عقربه ای  اثر مي گذارند و در طول زمان دقت خود را از دست مي دهند و معمولاً به طور كاذب سبب خواندن مقدار كمتر فشارخون و در نتيجه برآورد کمتر فشارخون فرد مي شوند. بنابراین، این نوع دستگاه ها نسبت به دستگاه های جیوه ای  دقت كمتري دارند.

پاسخ داده شده 3 روز قبل.
افزودن نظر

فشار نیروی وارد بر سطح می باشد.فشارسنج (Barometer) / مانومتر (manometer)را برای اندازه گیری فشارهوا به کار می‌برند.فشارسنج / مانومتر به گونه ای ساخته شده که برای اندازه گیری فشار دارای ستون مایعی است که معمولا آب یا جیوه می باشد. ارتفاع این ستون مقدار فشار را نشان می دهد. مانومتر یا فشار سنج جیوه ای (مانومتری که از جیوه استفاده می کند.) فشار سنج آبی (مانومتری که از آب استفاده می کند). بارومتر فشار سنجی از نوع مانومتر می باشد. مانومتر نشان داده در شکل دارای لوله شیشه ای U شکل است که از هر دو طرف باز می باشد و با مقداری جیوه پر شده است. هنگامی که هر دو ساق لوله ی مانومتر به اتمسفر وصل شود فشار اتمسفریک در هر دو لوله اثر می کند و ارتفاع جیوه در هر دو ستون مانومتر برابر خواهد شد.

ارتفاع ستون جیوه در این نقطه به عنوان مبنا تعیین شده و برای خواندن انحراف ستون جیوه از شرایط صفر، مانومتر در هر دو جهت بر حسب میلی متر کالیبره می شود. هنگامی که یکی از ساق های لوله U شکلِ فشارسنج که به مخزنی که می خواهیم فشار آن را اندازه بگیریم وصل می شود؛ فشار وارد بر یک ساق لوله با فشار اتمسفریک وارد بر ساق دیگر مانومتر مقابله می نماید؛ و در صورتی که فشار مخزن بیشتر از فشار اتمسفریک باشد موجب پایین رفتن سطح جیوه در ساق متصل به مخزن و اگر هم فشار مخزن کمتر از فشار اتمسفر باشد موجب بالا رفتن سطح جیوه در ساق متصل به مخزن می گردد.
فشارهای کمتر از اتمسفر معمولا خلا نامیده می شوند و بر حسب میلی متر جیوه قرائت می گردند. به دلیل اختلاف دانسیته  جیوه  و آب، فشارهایی که تاثیر ناچیزی در ارتفاع ستون جیوه می گذارند تغییرات قابل ملاحظه ای در ارتفاع ستون آب به وجود خواهند آورد لذا مانومترهای آبی برای اندازه گیری فشارهای بسیار کم مفید خواهند بود. فشار اتمسفریک نرمال معادل  ۷۶۰ mm HG و ۱۰٫۳۳ متر آب می باشد. مقدار h فشار بر حسب ستون جیوه می باشد.
چون تمام سیالات با تغییر دما منبسط و منقبض می شوند در صورت نیاز به دقت زیاد بایستی فشارهای به دست آمده توسط مانومترها برای انحراف درجه حرارت نیز تصحیح نمود.

هر فشارسنج (Barometer) تشکیل شده است از یک قوطی فلزی تخت و درزبندی شده که درون آن از هوا خالی است. فشار هوا می‌خواهد قوطی را مچاله کند اما چون فلز خاصیت فنری دارد کاملاً مچاله نمی‌شود. با تغییر فشارهوا جدار فلزی قوطی بالا و پایین می‌رود. مجموعه‌ای از اهرم‌ها حرکت جدار قوطی را به حرکت عقربه‌ای بر روی صفحه مدرج (شبیه صفحه ساعت) تبدیل می‌کند. با بالا رفتن از سطح زمین (مثلاً با هواپیما) و همچنین با تغییر شرایط آب و هوا، فشار هوا کم می‌شود. فشارسنج را برای سنجش ارتفاع پرواز هواپیما از سطح زمین و نیز برای پیش بینی وضع هوا به کار می‌برند. در هواشناسی فشار هوا را بر حسب میلی بار (mb) بیان می‌کنند. میانگین فشار هوا در مجاورت سطح دریا در حدود ۱۰۰۰mb است.

سنسور فشار عموما فشار گاز یا مایع را اندازه می گیرد. فشار به اصطلاح نیروی لازم برای جلوگیری از پخش شدن مایع است و معمولاً به صورت نیرو بر سطح تعریف می شود. سنسور فشار معمولاً به صورت مبدل کار می‌کند و سیگنالی تابع اثر فشار تولید می کند. برای این منظور می توان سیگنال الکتریکی در نظر گرفت. سنسورهای فشار روزانه برای کنترل و مانیتورینگ هزاران کاربرد استفاده می شوند.

سنسورهای فشار می توانند به طور غیر مستقیم برای اندازه گیری سایر متغیرها استفاده شوند. برای مثال: دبی سیال/ گاز، سرعت، سطح مایع و ارتفاع از این متغیرها هستند. به سنسورهای فشار، مبدلهای فشار، ترنسمیتر فشار، فرستنده فشار، نشاندهنده فشار، پیزومتر و مانومتر و … نیز گفته می شود. هم چنین طبقه ای از سنسورهای فشار وجود دارند که برای اندازه گیری حالت پویای تغییرات سریع در فشار طراحی شده اند.

فشارسنج دیجیتال Digital Pressure Gauge

از آنجائیکه فشار از کمیت های مورد اندازه گیری بسیار مهم در صنایع مختلف بوده و اندازه گیری دقیق و سریع آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است، فشارسنج دیجیتال و یا نانومتر ابزاری است که توانایی اندازه گیری فشار بصورت دیجیتالی با زمان پاسخ دهی کم و با دقت بالا را دارا می باشد و فشار اندازه گیری شده را بر روی صفحه نمایش نشان می دهد. از فشار سنج های دیجیتالی در صنایع مختلف، آزمایشگاهها، سیستم های گرمایشی، تهویه، بیمارستانها و … استفاده می شود. همچنین در صورتی که فشار سنج دیجیتالی توانایی اندازه گیری فشار کمتر از یک اتمسفر در نقطه ای مشخص را داشته باشد به آن فشار اندازه گیری شده نیز می گویند، همچنین برخی از فشار سنج ها توانایی اندازه گیری و مقایسه فشار دو یا چند نقطه را دارند که به آنها فشارسنج تفاضلی یا فشارسنج دیفرانسیلی می گویند.
یکی از مهمترین کمیت های مورد اندازه گیری در واحد های صنعتی، کمیت فشار می باشد، بگونه ای که برای تعیین نوع تجهیزات ابزار دقیق معمولا یکی از آیتم هایی که همواره مورد سوال است ، فشار سیستم و در نتیجه ماکزیمم فشار قابل تحمل آن می باشد. از اینرو همواره نیازمند تجهیزاتی هستیم تا با توجه به شرایط محیطی و استاندارد های مربوط بتوانند فشار سیستم را اعلام کنند و با توجه به آن عمل می کنند، به همین منظور فشار سنج های دیجیتال یکی از ابزارهای پرکاربرد در صنایع مختلف می باشد.
فشار سنجها در حقيقت از يك سنسور حساس از نوع استرين گيج ساخته شده كه به كمك مدار الكترونيكي از نوع پل وتسون ميتواند مقادير نيروي وارد شده بر سنسور را به صورت پارامتر الكتريكي و با اسكيل و كاليبره مناسب به فشار نشان دهد . فشار سنجها ديجيتال امكانات بيشتري به اپراتور از لحاظ تغيير واحدها ، يا ثبت مقادير ماكزيمم و مينيمم در حافظه داخلي و همچنين امكان كاليبره كردن آسان مي دهند. از معايب آنها مي توان به اين نكته اشاره كرد كه براي اپراتور گيجهاي آنالوگ ملموس تر بوده و براي مقايسه بصري بين مقادير راحت تر است .
فشار سنجهای دیجیتال نسبتا شبیه به فشار سنجهای آنالوگ به نظر میرسد با این تفاوت که به شما امکان اندازه گیری فشار را با قابلیت و دقت بالاتر می دهند . اپراتور به راحتی با فشار کلیدهای روی دستگاه می تواند رنجهای فشار را تغییر دهید یا دستگاه را کالیبره نماید . در مدلهای پیشرفته تر امکان ذخیره اطلاعات فشاری و همچنین قابلیت کالیبراسیون در نظر گرفته شده است. در مواردی که دقت بالا مورد نیاز باشد این فشار سنجهای جایگزین مناسبی برای گیج های فشار آنالوگ میباشند. در بعضی مدلهای این فشارسنج ها علاوه بر نمایش مقدار فشار می توانند به عنوان پرشر سوئیچ و یا حتی پرشر ترانسمیتر از دستگاه استفاده کرد.

حس کردن فشار

۲ دسته بندی اساسی برای سنسورهای آنالوگ فشار وجود دارد: انواع جمع کننده نیرو: این نوع از سنسورهای فشار الکترونیکی عموما از یک جمع کننده نیرو استفاده می کنند.(مانند دیافراگم، پیستون، لوله بوردونی) تا کشش را بر اساس نیروی اعمالی و فشار بر سطح اندازه بگیرد.

• گیج‌های کشش پیزو رزیستور

از اثر پیزو رزیستور گیج‌های کشش قرارداده شده بر روی تکیه گاه برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. انواع تکنولوژی‌های معمول سیلیکن (مونو کریستالی)، پوسته نازک پلی سیلیکن، ورق فلز قرار داده شده بر روی تکیه، ورق ضخیم . عموما گیج‌های کشش در یک ساختار مدار پل وتستون اتصال می یابند تا خروجی سنسور را حداکثر کنند. این معمول‌ترین تکنولوژی به کار گرفته شده برای اهداف عمومی اندازه گیری فشار است. این تکنولوژی‌ها با اندازه گیری فشار مطلق، گیج، خلا و فشار تفاضلی وفق داده می شوند.

• خازنی

از دیافراگم و کاواک فشار برای ایجاد خازن متغیر استفاده می‌شود تا کشش ناشی از فشار اعمالی را تعیین کند. تکنولوژی‌های معمولی از فلز، سرامیک و دیافراگم‌های سیلیکنی استفاده می کنند. این تکنولوژی‌ها برای فشارهای کم کاربرد دارند. ( مطلق، تفاضلی و گیج) در سنسور فشار نوع خازنی فشار تفاضلی به دیافراگم اعمال می‌شود که باعث می‌شود دیافراگم به یکی از صفحات خازن نزدیک شده و از دیگری دور شود. بنابراین ظرفیت خازن تغییر می‌کند که این تغییر متناسب با فشار اعمال شده به دیافراگم است. تغییر ظرفیت خازن توسط مدار الکتریکی و ترنسمیتر تبدیل به سیگنال الکتریکی می‌شود که در واحدهای فشار کالیبره شده است.

• الکترومغناطیسی

جابجایی دیافراگم از طریق تغییر در اندوکتانس (رلوکتانس)، LVDT، اثر هال و یا قانون جریان ادی اندازه گیری می شود. سنسور فشار القایی نشان داده شده دارای دو سیم پیچی می‌باشد که با یک هسته مغناطیسی کوپل شده اند. هنگامی که فشار اعمال شده دیافراگم را حرکت دهد، این هسته جابجا می شود. خاصیت القایی توسط مدارهای الکترونیکی مانند مدارهای رزونانس اندازه گیری می شود.

• پیزو الکتریک

از اثر پیزو الکتریک در مواد معین همانند کوارتز استفاده می‌کند تا کشش ناشی از فشار را اندازه بگیرد. این تکنولوژی برای اندازه گیری فشارهای پویا استفاده می شود. انواعی از کریستال‌ها به نام پیزوالکتریک در اثر تغییر شکل مکانیکی سیگنال الکتریکی تولید می کنند که سطح ولتاژ این سیگنال متناسب با میزان تغییر شکل است. کریستال به یک دیافراگم فلزی متصل است . یک سمت دیافراگم برای اندازه گیری فشار، در تماس با سیال فرایند می‌باشد و سمت دیگر دیافراگم به طور مکانیکی به کریستال متصل است. سیگنال ولتاژ خروجی کریستال دامنه کوچکی دارد (در محدوده میکرو ولت) پس باید یک تقویت کننده با امپدانس ورودی بالا به کار گرفته شود. به منظور جلوگیری از اتلاف سیگنال، تقویت کننده باید در نزدیکی سنسور نصب شود. کریستال تا دمای ۴۰۰ °F را تحمل می کند. تغییرات دما کریستال را تحت تاثیر قرار می دهد بنابراین جبران سازی دما باید صورت گیرد.

• نوری

از تغییر فیزیکی فیبر نوری برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. به عنوان مثال درFiber Bragg Grating از این تکنولوژی استفاده می شود. این تکنولوژی در کاربردهایی که با چالش همراه هستند استفاده می شود. برای مثال در مکان‌های غیر قابل دسترس، دماهای بالا و یا در تکنولوژی‌های ذاتا مصون از تداخلات الکترومغناطیس و اندازه گیری‌های راه دور.

• پتانسیومتری

از حرکت جاروبک در طی مکانیزم مقاومتی برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. انواع دیگر این انواع سنسورهای فشار الکترونیکی از خواص دیگر ( مانند چگالی) برای تعیین فشار گاز یا مایع استفاده می کنند.

• رزونانس

اعمال فشار باعث ایجاد تغییر در چگالی گاز می‌شود و آن نیز موجب تغییر فرکانس رزونانس می شود. برای استفاده از این تکنولوژی می توان از ابزار “جمع کننده نیرو” مانند موارد ذکر شده در بالا استفاده کرد. هم چنین می توان عنصر رزونانس کننده را به طور مستقیم در معرض ماده قرار داد . در این صورت نیز فرکانس نوسان وابسته به چگالی ماده می باشد. سنسورها از سیم‌های نوسان کننده، تیوب‌های نوسان کننده، کوارتز، و سیستم‌های میکرو الکترو_مکانیکی (MEMS) ساخته می شوند.در کل مشخصه این تکنولوژی، خروجی پایدار آن است.

• دما

با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر می‌کند و به دنبال آن، گذردهی گرمایی آن تغییر می کند. نمونه رایج این سنسورها، گیج های “پیرانی” هستند.

 یونیزاسیون

با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر می‌کند و به دنبال آن، جریان یون‌های موجود در آن تغییر می کند. نمونه‌های رایج این نوع سنسور، گیج‌های کاتد سرد و کاتد گرم است.

پنوماتیکی

پنوماتیکی عبارتند از قالبا تماس فلز-فلز در این گونه اندازه گیری ها وجود ندارد وبزرگ نمایی خطی دارند و علاوه بر آن قیمت کمتری نسبت به وسایل مشابه دارند.نحوه ی بزرگ نمایی در کمپراتور های پنوماتیک شبیه کمپراتور های الکتریکی میباشد سیگنال ورودی تقویت میشود و قدرت لازم برای عملکرد سیستم اندازه گیری از منبع خارجی تامین میشود بخاطر اینکه تماس فیزیکی با قطعه کار وجود ندارد بزرگنمایی های بالاتر با حساسیت بالا قابل دست یابی هستند .مزیتی که در عدم تماس فلز –فلز در کمپراتور های پنوماتیکی وجود دارد در دیگر وسایل اندازه گیری قابل دست یابی نیست همچنین کاربرد کمپراتور های پنوماتیکی محدود به حس کننده ی هوایی نمیباشد بلکه میتوانید برای رفع دیگر نیاز های اندازه گیری کلگی هایی از نوع تماسی به آنها اضافه کنید. (Back Pressure comparators) وسایل اندازه گیری:کمپراتور های پنوماتیکی فشاری کمپراتور های پنوماتیکی وسایل آنالوگ هستند که از منبع نامحدود هوا برای اندازه گیری استفاده میکنند دو نوع کمپراتور های پنوماتیکی وجود دارد که یکی بر اساس تغییر فشار  هوا و دیگر بر اثر مقدار دبی هوا کار میکند در ابتدا در مورد نوع فشاری بحث میکنیم .

در این نوع کمپراتور فشار میانی بستگی به فشار منبع افت فشار در گلوی محدود کننده و  گلویی نازل دارد افت فشار وقتی حاصل میشود که بین دو نقطه از سیال اطلاف فشار به وجود  آید علت این امر به دلیل ایجاد گردابهایی در سیال میباشد.جریان هوای خروجی از گلویی نازل بستگی به دارد با توجه به این فاصله فشار میانی هم تغییر خواهد کرد مقدار این تغییر X فاصله خواهد بود اگر قطعه به سمت گلویی نازل خواهد بود اگر قطعه به X متناسب با تغییرات سمت گلویی نازل نزدیک شود جریان هوا فشرده میشود و در نتیجه هوای کمتری به بیرون خواهد رفت این امر هم به نوبه ی خود باعث افزایش فشار خواهد شد اندازه گیری ها به وسیله ی یک فشار سنج انجام میشود.

سیستم بالایی که دارای دوگلویی میباشد اساس کمپراتور های پنوماتیکی فشاری را تشکیل میدهد در این گونه وسایل با تغییر فشار میانی دبی هوا نیز تغییرخواهد کرد مقدار  هوای وردودی به سیستم باید معادل با مقدار هوای خروجی باشد فشار میانی باید طوری باشد که همان مقدار هوا از طریق تنظیم کننده ی فشار وارد سیستم میشود بتواند از سیستم خارج شود اگر چه بطور اتماتیک چنین تعادلی در سیستم بوجود خواهد آمد ولی مدت زمانی طول خواهد کشید تا این تعادل به وجود اید وبه این مدت زمان که ناشی مقدار واماندگی بستگی به ارتباط حجم (LAG) از تراکم پذیریهوا میباشد واماندگی لج لوله و اندازه ی گلویی دارد با افزایش واماندگی حساسیت دستگاه کاهش پیدا میکند برای روشن شدن مطلب فرض کنید کمپراتوری با حجم لوله ای کم و اندازه گیری لوله ای گلویی بزرگ بکار میرود اگر فاصله ی بین قطعه و گلویی کم باشد شکل ۲٫۱۰ واماندگی هم زیاد باشد تاثیر قطر لوله بر روی فشار خوانده شده X کمتر خواهد بود ولی اگر فاصله خواهد بود چنین سیستمی با اینکه حساسیت بالایی دارد X بیشتر از تاثیر تغییرات فاصله ولی رنج کوتاهی خواهد داشت . باعث تغییر در X فشارسنج نیوماتیکی فشاری.در این سیستم هر گونه تغییر در فاصله ی فشار لوله میشود که با نصب فشار سنج میتوان مقدار آن را خواند . برعکس حالتی را درنظر بگیرید که از کمپراتوری با حجم لوله ی بزرگ و اندازه ی گ لویی کوچک استفاده بر روی فشار خوانده شده بیشتر است X میکنید در این حالت تاثیرتغییرات فاصله میتوانید رنج دستگاه را زیاد کنید ولی با افزایش رنج مقدار وا ماندگی نیز زیاد خواهدشد بنا بر این در این حالت هم حساسیت و هم رنج دستگاه محدود خواهد شد ۲ نوع نشانه گر خارجی برای کمپراتور های پنوماتیکی فشاری شکل ۲٫۱۰ وجود دارد یکی از نشانگر های خروجی که استفاده میشود فشارسنج بردون میباشد شکل ۳٫۱۰ که غالبا میباشد اگر چه این فشار سنج یک وسیله ی X تا ۵۰۰۰ X بهترین رنج بزرگ نمایی از ۱۰۰۰کاربردی میباشد ولی به مرور زمان قطعات متحرک داخلی آن ساییده میشود برای حذف این سایش میتوانید از ستون آب استفاده کنید ولی استفاده از این راه حل در این گونهوسایل کاربرد عمومی پیدا نکرده است.

پاسخ داده شده 3 روز قبل.
افزودن نظر

فشار یک کمیت بسیار مهم در صنایع مختلف می باشد و بدین دلیل اندازه گیری دقیق و سریع فشار و فشار سنجی از اهمیت زیادی برخوردار است، این اهمیت به قدریست که برای تعیین نوع تجهیزات ابزار دقیق و اندازه گیری معمولا یکی از آیتم های مهم و مورد سوال، فشار سیستم و در نهایت ماکزیمم فشار قابل تحمل آن می باشد. از اینرو صنایع همواره نیازمند تجهیزاتی هستند که با توجه به شرایط محیطی و استاندارد های مربوط بتوانند فشار سیستم را اعلام کنند، یک فشارسنج صنعتی ابزاریست که توانایی اندازه گیری فشار به صورت آنالوگ و یا دیجیتالی با زمان پاسخ کم و با دقت بالا را داراست و می تواند فشار اندازه گیری شده را در بر روی صفحه نمایش نشان دهد.

فشارسنجهاي هيدرواستاتيکي ( مانند مانومتر ستون مايع ) فشار را با نيروي هيدرواستاتيکي که بر واحد سطح در پائيني‌ترين موقعيت ستون سيالي که درون لوله ( مانومتر ستون مايع ) قرار دارد مقايسه مي‌کند . اندازه‌گيري فشار به روش هيدرواستاتيکي مستقل از نوع گازي است که اندازه‌گيري مي‌شود و بنابراين طراحي آن مي‌تواند بگونه اي باشد كه بطور خطي عمل نمايد و منخني کاليبراسيون آن بسيار خطي باشد . عليرغم اين مزيت ، اين قبيل وسايل پاسخ ديناميکي ضعيفي دارند .

فشارسنج هاي آنرويدي( فشار سنج های مكانيكی):

فشارسنجهاي آنرويدي براساس خاصيت الاستيكي جزء حسگر فشار که فلزي است کار مي‌کند . در اين وسيله هيچگونه سيالي ( مانند مايع در مانومترهاي هيدرواستاتيکي ) استفاده نمي‌شود لذا به آن آنرويد ( يعني بدون سيال ) مي‌گويند . فشارسنجهاي آنرويدي را فشارسنجهاي مکانيکي نيز مي‌نامند.فشار سنجهاي بوردوني و ديافراگمي از دسته فشار سنجهاي آنرويدي محسوب ميشوند.
اين فشارسنجها مي‌توانند فشار مايعات و گازها را اندازه‌گيري کنند ولي به نوع گازي که فشار آن را اندازه مي‌گيرند وابستگي نداشته و برخلاف مانومترهاي هيدرواستاتيکي منجر به آلودگي سيستم تحت اندازه‌گيري نمي‌شوند .
جزء حسگر اين وسايل مي‌تواند لوله بوردون ، يک ديافراگم ، يک کپسول يا مجموعه‌اي از شش ها باشد که در پاسخ به فشار تحت اندازه‌گيري شکل آن تغيير مي‌کند . مقدار تغيير شکل جزء حسگر براثر فشار را مي‌توان توسط يک عقربه که با مکانيزم متحرک به جزء حسگر وصل شده است يا توسط يک مبدل ثانويه مورد قرائت قرار دارد.
در سيستم‌هاي مدرن سنجش خلاء ، معمولاً مبدل ثانويه يک خازن متغيير است که با تغيير شکل مکانيکي ، ظرفيت آن تغيير مي‌کند .به فشارسنجهاي که با تغيير خازن فشار را نشان مي‌دهند ، فشارسنجهاي باراتون مي‌گويند .

 

فشارسنج هاي بوردون:

فشارسنجهاي بوردوني براساس اين اصل کار مي‌کنند که اگر يک لوله تخت تحت فشار تمايل دارد به سطح مقطعي دايره‌اي تغيير شکل پيدا کند . اگر لوله به صورت شکل C يا مارپيچ باشد،  با اعمال فشار و افزايش كشش، کل لوله تمايل به راست شدن شکل خود يا باز شدن مارپيچها پيدا مي‌کند و از اين تمايل در تغيير شکل مي‌توان براي اندازه‌گيري فشار استفاده کرد . در سال ۱۸۴۹ ميلادي اين  اختراع به نام ايگنه بوردن در فرانسه ثبت و به دليل حساسيت عالي ، عملکرد خطي و درستي آن بطور گسترده‌اي در حاضر از آن در اندازه‌گيري فشار استفاده مي‌شود . در ۱۸۵۲ ميلادي اشکرافت حق ثبت اختراع بوردن را در آمريکا خريداري کرد و به بزرگترين سازنده فشارسنج تبديل شد . همچنين در ۱۸۴۹ ميلادي برنادر شائفر در ماگدبرگ آلمان فشارسنج ديافراگمي را با موفقيت بعنوان اختراع به ثبت رساند که همراه با فشارسنجهاي بوردني انقلابي در اندازه گيري فشار درصنعت  بوجود آورد . اما در ۱۸۷۵ ميلادي پس از اينکه ثبت اختراع بوردن به پايان رسيد، شرکت شائفر و بودنبرگ نيز فشارسنجهاي بوردني را توليد کرد .

                                        فشار سنج بوردون

در عمل اندازه‌گيري فشار در فشار سنجهاي بوردوني،  از طريق يک لوله ته بسته با ديواره نازک که در انتهاي باز آن به يک لوله حاوي سيال که فشار آن تحت اندازه‌گيري است  بصورت ثابت شده وصل مي‌شود انجام مي‌گيرد . هر چه فشار بيشتر شود ، قسمت ته بسته لوله بصورت يک قوس (کمان ) حرکت مي‌کند و اين حرکت از طريق يک پيوندارتباطي به چرخش چرخ دنده‌اي منجر مي‌شود و معمولاً اين مکانيزم متحرک قابل تنظيم است .
يک چرخ دنده با قطر کوچک نيز که بر روي محور عقربه قرار دارد ، باعث مي‌شود حرکت مکانيزم متحرک به نسبت تعداد دنده‌هاي دو چرخ دنده درگير تقويت شود . براي اينکه اين مکانيزم بتواند از طريق تنظيم و کاليبراسيون ،  فشار را بدرستي نمايش دهد نياز به تنظيم درست صفحه مدرج که پشت عقربه قرار مي‌گيرد ، تنظيم موقعيت قرارگيري محور عقربه و تنظيم طول پيوند ارتباطي ميباشد.
براي اندازه‌گيري اختلاف فشار نيز مي‌توان از فشار سنجي که داراي دو لوله بوردون مختلف که بطور مناسبي با هم ارتباط دارند استفاده کرد .
فشارسنجهاي بوردني فشارسنجش يعني فشار نسبت به فشار اتمسفر را اندازه مي‌گيرند که با فشار مطلق که نسبت به خلاء سنجيده مي‌شود متفاوت است .
معمولاً هنگاميکه فشار تحت اندازه گيري بصورت پالسهاي سريع تغيير مي‌کند ، از يک قطعه مکانيکي با يک سوراخ محدود کننده که درون لوله ارتباطي بين فشار تحت اندازه‌گيري و فشارسنج بوردني قرار مي‌دهند استفاده مي‌کنند تا از صدمه ديدن و استهلاک چرخ دنده‌هاي فشارسنج جلوگيري کنند و همزمان قرائتي از ميانگين فشار را در اختيار بگذارند .
همچنين هنگاميکه کل فشارسنج در معرض ارتعاشات مکانيکي باشد ، تمامي اجزاء دروني فشارسنج شامل عقربه و مکانيزم متحرک را با روغن يا گليسيرين پر مي‌کنند . بطورنوعي فشارسنجهاي با کيفيت بالا درستي تا ۲ درصد دامنه اندازه‌گيري و فشارسنجهاي مخصوص درستي تا۰٫۱ درصد حداکثر مقدار اندازه‌گيري را مي‌توانند برقرار کنند .

فشارسنج هاي ديافراگمي:

نوع دوم از فشارسنجهاي آنرويدي ( مکانيکي ) به فشارسنجهاي ديافراگمي معروف است که از خاصيت انحراف و جابجايي يک غشاي انعطاف‌پذيري که دو منطقه با فشارهاي مختلف را از هم جدا مي‌کند براي اندازه‌گيري فشار استفاده مي‌کند .
تغيير شکل يک ديافراگم نازک بستگي به اختلاف فشار بين دو طرف آن دارد . يکي از اين طرفها طرف مرجع و طرف ديگر طرفي است که با فشار تحت اندازه‌گيري در ارتباط است . طرف مرجع مي‌تواندبه فشار اتمسفر وصل باشد تا فشارسنجش توسط فشارسنج اندازه‌گيري شود ، يا به فشار نقطه‌اي ديگر از فرآيند وصل شود تا اختلاف فشار را اندازه‌گيري کند يا مي‌تواند پس از خلاء بسته شود يا به فشار مرجعي ثابت وصل شود تا فشار مطلق را اندازه بگيرد . ميزان تغيير شکل ديافراگم را مي‌توان به روشهاي مکانيکي ، نوري يا خازني اندازه‌گيري کرد . معمولاً ديافراگم بصورت فلزي يا سراميکي ساخته مي‌شوند و گستره مفيد اندازه‌گيري آنها از ۱Pa يا ۰٫۰۱torr به بالاست .

فشارسنج دیجیتال (الكترونيكي) :

از انواع فشار سنج هاي دیجیتال كه در كاربردهاي صنعتي بكار گرفته ميشوند  عبارتند از

                                        فشار سنج دیجیتال

 فشار سنج پيزو مقاومتي :

فشار مكانيكي اعمال شده منجر به تغيير مقاومت يك نيمه هادي شده و  فشار اعمال شده اندازه گيري ميشود

فشارسنج خازني :

با استفاده از ديافراگم و ايجاد يك خازن متغير  فشار اعمالي را اندازه ميگيرد
فشار سنج مغناطيسي:ميزان جابجايي ديافراگم منجر به تغيير در اندوكتانس (خاصيت سلفي) ،LVDT ، اثر هال يا جريان ادي شده و فشار اندازه گيري ميشود . LVDT نوعي مبدل الكتريكي (حاوي چندين سيم پيچه سلونوئيدي) است كه براي اندازه گيري جابجاييهاي خطي بكار گرفته ميشود

فشارسنج پيزو الكتريك:

از اثر پيزو الكتريك( تغيير  ولتاژ خروجي  يك ساختار كريستالي در اثر اعمال فشار مكانيكي ) در برخي مواد خاص مانند كريستال كوارتز براي اندازه گيري فشار استفاده ميشود

فشارسنج نوري:

از تغييرات فيزيكي بعمل امده برروي فيبر نوري براثر اعمال فشار براي اندازه گيري فشار استفاده ميشود

فشارسنج پتانسيومتري:

از حركت يك لغزنده برروي يك مكانيزم مقاومتي كه بطور متناسب با فشار اعمالي به لغزنده بوجود مي آيدومنجر به تغيير مقاومت ميشود، فشار اندازه گيري ميشود

 فشارسنج تشديدي:

از تغيير فركانس نوسان در يك مكانيزم حس كننده فشار  براي اندازه گيري فشار استفاده ميشود

فشارسنج هدايت حرارتي:

در گازهاي واقعي هر چه چگالي گاز ( مثلاً بر اثر افزايش فشار ) بيشتر شود ، توانايي آن در هدايت حرارت افزايش پيدا مي‌کند. لذا از اين خاصيت گازها براي اندازه‌گيري فشار استفاده مي‌شود .

                                فشار سنج هدایت حرارتی

فشارسنج يونيزاسيون:

اين فشارسنج ها ، فشارسنج هاي حساسي هستند و براي اندازه‌گيري فشارهاي خيلي کم ( خلاء شديد ) استفاده ميشوند . آنها فشار را بطور غيرمستقيم و از طريق يونهاي الکتريکي ايجاد شده در اثر بمباران الکتروني گاز اندازه مي‌گيرند . هر چه چگالي گاز کمتر باشد ، يونهاي کمتري ايجاد مي‌شوند . گاز ميتواند هواي معمولي درون يك محفظه كه فشار آن تحت اندازه گيري است و توسط يك پمپ در حال خلاء است باشد.

                                 فشار سنج یونیزاسیون

کلمات مرتبط :

فشار سنج دیجیتال,فشار سنج صنعتی,فشار سنجی,فشار سنج آنالوگ,فشارسنج هدايت حرارتي,فشارسنج يونيزاسيون,فشارسنج پيزو الكتريك,فشارسنج الكترونيكي,فشارسنج بوردون,فشار سنج مكانيكي,فشارسنج آنرويدي,انواع فشارسنج های صنعتی,فشارسنج تفاضلی.

 

پاسخ داده شده 3 روز قبل.
افزودن نظر

پاسخ شما

برای ارسال سوال, شما باید شرایط و ظوابط و شرایط استفاده از خدمات را قبول کنید