پروژه آماده: بررسی انواع فشارسنج های پیزوالکتریک و مکانیزم آنها (57 صفحه فایل ورد - word)

1-1-        فشار سنج چیست؟

فشارسنج (به انگلیسی: Barometer) را برای اندازه گیری فشارهوا به کار می‌برند. هرچند اصطلاح «به سبکی هوا» به معنای خیلی سبک است اما باید توجه داشت که وزن هوای روی هر متر مربع از سطح زمین معادل ۱۰۰۰۰ کیلوگرم است. نیروی وارد بر سطح را فشار می‌نامند. هر فشارسنج تشکیل شده اشت 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 صفحهٔ مدرج (شبیه صفحهٔ 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.

1-2-       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. سنسورهای فشار از نظر تکنولوژی، طراحی، عملکرد، کاربرد و قیمت باهم متفاوت هستند. با یک تخمین محافظه کارانه می توان گفت بیش از ۵۰ تکنولوژی و حداقل ۳۰۰ شرکت در سراسر جهان سازنده سنسور فشار هستند. هم چنین طبقه ای از سنسورهای فشار وجود دارند که برای اندازه گیری حالت پویای تغییرات سریع در فشار طراحی شده اند. مثالی از کاربرد این نوع سنسور را می توان در اندازه گیری فشار احتراق سیلندر موتور و یا گاز توربین مشاهده کرد. این سنسورها به طور عمده از مواد پیزوالکتریک مانند کوارتز ساخته شده اند. بعضی از سنسورهای فشار مانند آنچه در دوربین‌های کنترل ترافیک دیده می شود، به صورت باینری (دودویی) و خاموش/ روشن کار می کنند. برای مثال وقتی فشاری به سنسور فشار اعمال می شود، سنسور یک مدار الکتریکی را قطع یا وصل می کند. این سنسورها به سوئیچ فشار معروف هستند.

1-3-       انواع اندازه گیری فشار سنسورهای فشار می توانند براساس بازه اندازه گیری، بازه دمای عملکرد و از همه مهمتر نوع فشار اندازه گیری طبقه بندی شوند. با توجه به نوع فشار، فشار سنج ها، به ۵ دسته طبقه بندی می شوند

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                        صفحه

فصل 1- فشار سنج چیست [] 1

1-1-    فشار سنج چیست؟. 1

1-2-    سنسور فشار. 1

1-3-    انواع اندازه گیری فشار. 3

1-3-1-    •  سنسور فشار مطلق.. 3

1-3-2-    • سنسور فشار گیج Gauge. 3

1-3-3-    • سنسور فشار خلا. 3

1-3-4-    • سنسور فشار تفاضلی.. 4

1-3-5-    • سنسور فشار مهرشده(sealed) 4

1-3-6-    • تکنولوژی حس کردن فشار 4

1-3-7-    • گیج‌های کشش پیزو رزیستور 4

1-3-8-    • خازنی   5

1-3-9-    • الکترومغناطیسی.. 5

1-3-10-  • پیزو الکتریک.. 6

1-3-11-  • نوری  6

1-3-12-  • پتانسیومتری. 7

1-3-13-  • رزونانس    7

1-3-14-  • دما 7

1-3-15-  • یونیزاسیون. 8

1-4-    • اندازه گیری فشار. 8

1-4-1-    • اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا 8

1-4-2-    • اندازه گیری جریان. 9

1-4-3-    • اندازه گیری ارتفاع / عمق.. 9

1-4-4-    • آزمایش نشتی.. 10

فصل 2- حسگرهای پیزو الکتریک [] 11

2-1-    پیزوالکتریک چیست؟. 11

2-2-    وسایل اندازه گیری فشار. 24

2-3-    فشار سنجهای هیدرواستاتیکی : 25

2-4-    فشار سنجهای پیستونی: 26

2-5-    فشار سنجهای ستون مایع : 26

2-6-    فشار سنجهای آنرویدی( فشار سنجهای مکانیکی): 28

2-7-    فشارسنجهای بوردون.. 29

2-8-    فشارسنجهای دیافراگمی.. 32

2-9-    فشار سنج الکترونیکی : 33

2-10-  فشار سنج هدایت حرارتی.. 34

2-11-  فشارسنج یونیزاسیون.. 36

فهرست مراجع. 51