Các thông tin cần biết về cảm biến áp suất

Trong cuộc sống hàng ngày, có thể chúng ta đã thấy rất nhiều các ứng dụng của cảm biến áp suất nhưng đôi khi lại không biết đó là gì. Chúng thường được sử dụng trong hệ thống phân phối gas, hệ thống thủy lực, tủ lạnh, máy nén khí, máy bơm chân không,…

Bạn có thể nhanh bài viết tại đây:

 

cảm biến áp suất
Tìm hiểu về cảm biến áp suất

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu tất tần tật những thông tin về cảm biến đo áp suất và những ứng dụng của chúng trong cuộc sống.

Cảm biến áp suất là gì?

Cảm biến áp suất thường được dùng để đo áp suất, ngoài ra chúng cũng thường được dùng trong các ứng dụng có liên quan đến áp suất. Đây là một thiết bị điện tử giúp chuyển đổi áp suất sang tín hiệu điện.

Các kiểu cảm biến áp suất

Cảm biến đo áp suất có hai kiểu phổ biến và thông dụng nhất trên thị trường hiện nay:

Cảm biến áp suất kiểu áp điện trở

Dựa trên sự biến dạng của cấu trúc màng, tức là khi có áp suất tác động đến, thì áp suất được chuyển thành tín hiệu điện nhờ các phần tử áp điện trở được cấy trên đó. Đây chính là nguyên lý làm việc của cảm biến áp suất kiểu áp điện trở.

Các áp điện trở sẽ thay đổi giá trị khi lớp màng bị biến dạng. Không chỉ màng có ảnh hưởng đến độ nhạy và tầm đo của cảm biến, mà chúng còn chịu tác động của các yếu tố như kích thước, cấu trúc, vị trí các áp điện trở trên màng.

Để đo được áp suất chính xác, màng sử dụng trong cảm biến rất nhạy với tác động của áp suất. 4 trung điểm của các cạnh màng là 4 điện trở, trong đó, có 2 cặp điện trở song song và 2 cặp điện trở vuông góc với màng. Bốn điện trở này khi được ghép với nhau tạo thành cầu Wheatsone.

Điện áp ngõ ra bằng 0 khi áp suất tác động lên các điện trở cân bằng nhau. Và ngược lại, điện áp ngõ ra khác 0 khi áp suất tác động lên màng mỏng, làm giá trị các điện trở không cân bằng và nghịch đảo nhau (ví dụ, giá trị điện trở song song với màng tăng thì giá trị điện trở vuông góc với màng giảm và ngược lại).

Độ biến dạng của màng ảnh hưởng đến sự thay đổi giá trị điện trở cho nên ta có thể tính toán được áp suất cần đo bằng cách kiểm tra số đo điện áp ngõ ra đó.

Cảm biến áp suất kiểu tụ

Dựa vào giá trị của điện dung để xác định áp suất nên cảm biến áp suất kiểu tụ hoạt động đơn giản hơn so với kiểu áp điện trở. Thay đổi khoảng cách của cực tụ để thay đổi điện dung của tụ.

Người ta có thể xác định được áp suất cần đo bằng cách dựa vào sự thay đổi điện dung qua hệ thống xử lý. Cụ thể là khi lớp màng bị biến dạng dưới tác động của áp suất, khiến các bản cực bị đẩy lại gần nhau hoặc bị kéo ra xa, khiến giá trị của tụ thay đổi. Lúc này sẽ đo được áp suất chính xác.

Cảm biến áp suất kiểu tụ
Cảm biến áp suất kiểu tụ

Thông số kỹ thuật cảm biến đo áp suất

  • Phạm vi đo áp suất: áp suất thường có phạm vi từ 0 – 600bar, áp suất âm có phạm vi từ -1  ~ 1 bar.
  • Sai số chính xác: 1% F.S.
  • Thời gian đáp ứng: <4ms.
  • Nhiệt độ hoạt động: từ âm 20 độ C đến xấp xỉ 80 độ C.
  • Sensor element: Ceramic in AL2O3.
  • Điện áp ngõ ra: đối với 2 dây là từ 4-20mA, với 3 dây là từ 0-10VDC, 0-5VDC, 1-5VDC.
  • Nguồn cấp cho cảm biến: từ 8 đến 30VDC.
  • Thân của cảm biến được làm từ vật liệu inox 316, có khả năng chịu áp lực lên đến 16 bar.
  • Cấp độ bảo vệ chống kín nước và bụi: IP65
  • Khối lượng cảm biến: 0.12kg.
  • Kết nối cảm biến với ống: ren 1/4 hoặc ren 1/2 (NPT male).

4. Thông số phạm vi áp suất

Cảm biến đo áp suất âm và các áp suất cao có sẵn, phạm vi áp suất lên đến 600 bar. Ren kết nối với ống là 1/2” – 21mm.

Nếu ren kết nối với ống nhỏ hơn hoặc thấp hơn thì ta có thể mua bộ chuyển ren được bán rất nhiều tại các tiệm ống nước và dễ dàng tìm được kích thước phù hợp.

phạm vi cảm biến áp suất
Tìm hiểu thông số phạm vi áp suất

5. Thông số kích thước và dạng kết nối cảm biến áp suất

Thông số kích thước: Cảm biến đạt chống nước IP65 và nối ống ren 13 hoặc 21mm nhờ nối dây dạng cắm vuông với ron kín nước viền xung quanh.

Dạng kết nối cảm biến đo áp suất, cảm biến đo áp suất là thiết kế dạng ống cong, có tác dụng bảo vệ cho cảm biến không bị sốc áp khi sử dụng áp cao. Nhờ đó, nhiệt độ hoạt động tối đa của cảm biến áp suất là 85 độ C, thông thường với nhiệt độ cao ta sử dụng ống xi phông để tản nhiệt khi sử dụng trong các đường ống hơi.

6. Cảm biến áp suất hoạt động như thế nào?

Cảm biến áp suất hoạt động cũng gần giống như các loại cảm biến khác hay cảm biến đo mực nước đó là cần nguồn tác động lên cảm biến (nguồn áp suất, nguồn nhiệt,…các nguồn để đo cảm biến loại đó), cảm biến đưa giá trị về vi xử lý, vi xử lý tín hiệu rồi đưa tín hiệu ra. Cảm biến áp suất và cảm biến đo mức nước siêu âm là 2 loại cảm biến thường sử dụng trong ngành công nghiệp tư động hóa với độ chính xác cao

Hy vọng qua bài viết này, bạn sẽ hiểu rõ hơn về cảm biến áp suất, thông số kỹ thuật, cách thức hoạt động và ứng dụng của chúng trong thực tiễn.

 

 

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *