Principe de fonctionnement de base
Les capteurs de pression, en détectant les variations de pression des médias, les transforment en signaux électriques mesurables, les principes communs étant divisés en trois catégories:
Type piézorésistif: en utilisant l'effet piézorésistif du matériau semi - conducteur, la valeur de la résistance varie lorsque la pression change, le signal de tension de sortie via le pont de Wheatstone. Par exemple, les capteurs piézorésistifs MEMS intègrent des éléments piézorésistifs sur des membranes en silicium par la technologie de micro - usinage, avec une sensibilité élevée et sont adaptés aux mesures à faible pression (par exemple 0 - 1 MPa).
Piézoélectrique: basé sur l'effet piézoélectrique positif du matériau piézoélectrique, la pression fait que le matériau génère une charge électrique, la quantité de charge est proportionnelle à la pression. Par exemple, les capteurs piézoélectriques à cristaux de quartz ou en PVDF sont couramment utilisés pour mesurer la pression dynamique (par exemple, vibrations, chocs), mais doivent être utilisés avec des amplificateurs de charge et ne peuvent pas mesurer la pression statique.
Capacitif: la valeur de la capacité varie avec la pression en faisant varier l'espacement des plaques capacitives ou la constante diélectrique par la pression. Par exemple, le capteur capacitif en céramique utilise un diaphragme en céramique avec une électrode fixe pour constituer une capacité, une bonne stabilité et convient aux scénarios à moyenne et haute tension (tels que 1 - 60 MPa).
Paramètres de performance clés
Gamme: sélectionnée en fonction du scénario d'application (par exemple, 0 - 100kpa pour la mesure de la pression d'air, 0 - 100mpa pour le système hydraulique).
Précision: y compris la linéarité, l'hystérésis, la répétabilité, l'erreur combinée est généralement exprimée en pourcentage de la pleine échelle (par exemple ± 0,5% FS).
Signal de sortie: la sortie analogique (par exemple 4 - 20MA, 0 - 5V) est résistante aux interférences, la sortie numérique (par exemple i²c, RS485) est facile à intégrer.
Compatibilité des supports: la compatibilité chimique du capteur avec le support de mesure doit être prise en compte (par exemple, les liquides corrosifs doivent être en acier inoxydable ou en céramique).
Guide de sélection des types
Scénarios basse tension (p. ex. dispositifs médicaux, CVC): capteurs MEMS piézorésistifs, de petite taille et à faible coût.
Pression dynamique (p. ex. essai moteur, choc explosif): capteur piézoélectrique sélectionné, vitesse de réponse rapide (de l'ordre de la microseconde).
Scénarios industriels à moyenne et haute pression (par exemple, systèmes hydrauliques, pétrochimie): choisissez des capteurs céramiques capacitifs ou en silicium diffusé, résistants à la haute pression et offrant une grande stabilité.
Environnement hostile (par exemple, haute température, forte Corrosion): Choisissez un boîtier en céramique ou en acier inoxydable avec un indice de protection IP67 supérieur.
Exemple: pour mesurer le niveau du réservoir (plage de pression 0 - 0,1 MPa), capteur piézorésistif en option (plage de 0 - 0,2 MPa, sortie 4 - 20 ma); Si vous surveillez la pression de détonation du moteur de votre voiture (haute tension transitoire), un capteur piézoélectrique (plage de 0 à 50 MPa, temps de réponse < 1 μs) est nécessaire.