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適切な圧力センサーの選択 (パート 2): テクノロジーによる分類

導入

前回の記事では、絶対圧センサー、ゲージ圧センサー、差圧センサーなど、測定基準による圧力センサーの分類について詳しく説明しました。私たちは、その動作原理、アプリケーションシナリオ、主要な選択要素を調査し、適切な圧力センサーを選択するための基礎を築きました。前の部分をまだ読んでいない場合は、次の部分を読んでください。ここをクリックそれを読むために。ただし、圧力センサーは測定基準以外にもテクノロジーによって分類することもできます。さまざまな種類の圧力センサーをテクノロジー別に理解することは、特定の用途に最適で高性能なセンサーを見つけるのに役立ちます。

技術ごとに圧力センサーを選択することは、技術ごとに測定原理、精度、応答時間、温度安定性などに大きな違いがあるため、非常に重要です。産業オートメーション、医療機器、航空宇宙、環境モニタリングのいずれにおいても、適切なタイプの圧力センサーを選択することで、システムの信頼性と効率を大幅に向上させることができます。したがって、この記事では、圧電抵抗式、容量性、圧電式、誘導式、および光ファイバー圧力センサーの動作原理、アプリケーション シナリオ、長所と短所を詳しく説明し、多くのオプションの中から最も情報に基づいた選択ができるように支援します。

ピエゾ抵抗圧力センサー

定義と動作原理

ピエゾ抵抗圧力センサーは、加えられた圧力によって生じる抵抗の変化を通じて圧力を測定します。動作原理は次のことに基づいています。ピエゾ抵抗効果、材料が機械的変形(圧力など)を受けると材料の抵抗が変化します。通常、ピエゾ抵抗圧力センサーはシリコン、セラミック、または金属フィルムでできています。これらの材料に圧力がかかると、その抵抗変化が電気信号に変換されます。

アプリケーションシナリオ

ピエゾ抵抗圧力センサーは、自動車、医療機器、家電製品、産業オートメーションなどのさまざまな産業分野で広く使用されています。自動車産業では、エンジンの油圧とタイヤの圧力を測定します。医療機器では、血圧や呼吸器系の圧力の測定に使用されます。産業オートメーションでは、ピエゾ抵抗センサーが油圧および空圧システムの圧力を監視します。

XDB315 衛生的フラットフィルム圧力トランスミッター

XDB シリーズのピエゾ抵抗圧力センサー。XDB315そしてXDB308シリーズの登場により、その用途の可能性がさらに広がります。 XDB315シリーズ圧力伝送器は、高精度・高安定性の拡散シリコン平膜サニタリーダイヤフラムを採用しており、ブロッキング防止機能、長期信頼性、高精度を特長としており、特に食品業界や食品業界などサニタリー要求の高い業界に最適です。医薬品。 XDB308 シリーズ圧力トランスミッタは、高度なピエゾ抵抗センサー技術とさまざまな信号出力オプションを備えており、優れた長期安定性を提供し、SS316L と互換性のあるさまざまな媒体や環境に適しています。

XDB308 SS316L 圧力伝送器

メリットとデメリット

ピエゾ抵抗圧力センサーは、高精度、良好な直線性、および高速応答時間を提供します。さらに、通常はサイズが小さく、スペースに制約のある用途に適しています。ただし、これらのセンサーには、温度変化に対する感度が高く、温度補償が必要になる場合があるなど、いくつかの欠点もあります。さらに、高圧用途における長期安定性は、他のタイプのセンサーほど良くない可能性があります。

静電容量式圧力センサー

定義と動作原理

静電容量式圧力センサーは、加えられた圧力によって生じる静電容量の変化を測定することによって圧力を検出します。これらのセンサーは通常、2 つの平行な電極板で構成されます。圧力が加わると、これらのプレート間の距離が変化し、静電容量が変化します。静電容量の変化は読み取り可能な電気信号に変換されます。

アプリケーションシナリオ

静電容量式圧力センサーは、液面測定、ガス検出、真空システムで広く使用されています。液面測定では、液の高さの変化を測定することで液面を測定します。ガス検知では、ガスの圧力と流量を測定します。真空システムでは、内部圧力の変化を監視します。

XDB602シリーズ 静電容量式圧力・差圧伝送器、モジュール式マイクロプロセッサー設計と高度なデジタル絶縁テクノロジーにより、優れた安定性と耐干渉性を保証します。内蔵温度センサーは測定精度を向上させ、温度ドリフトを低減するとともに、堅牢な自己診断機能を備えているため、産業オートメーションやプロセス制御における高精度アプリケーションに最適です。

メリットとデメリット

静電容量式圧力センサーは、高感度、低消費電力、優れた温度安定性を備えています。また、構造がシンプルなため長寿命です。ただし、湿度の変化に敏感なので、高湿度環境では追加の保護が必要になる場合があります。さらに、静電容量センサーは高圧用途ではうまく機能しない可能性があります。

XDB602 インテリジェント差圧発信器

圧電圧力センサー

定義と動作原理

圧電圧力センサーは、機械的圧力を受けると特定の結晶材料が電荷を生成する圧電効果を利用して圧力を測定します。これらの材料には通常、石英、チタン酸バリウム、圧電セラミックが含まれます。圧力が加えられると、加えられた圧力に比例した電気信号が生成されます。

アプリケーションシナリオ

圧電圧力センサーは動的分野で広く使用されています。圧力測定衝撃試験、爆発研究、振動測定など。航空宇宙産業や自動車産業では、エンジンの燃焼圧力と衝撃波が測定されます。産業オートメーションでは、振動と機械的ストレスを監視します。

メリットとデメリット

圧電圧力センサーは、高周波数応答、優れた動的性能、高感度を備えているため、急速に変化する圧力の測定に適しています。ただし、長時間帯電を維持できないため、静圧測定には使用できません。また、温度変化にも敏感であり、温度補償が必要になる場合があります。

誘導式圧力センサー

定義と動作原理

誘導型圧力センサーは、加えられた圧力によって引き起こされるインダクタンスの変化を測定することによって圧力を検出します。これらのセンサーは通常、誘導コイルと可動コアで構成されます。圧力が加わるとコアの位置が変化し、コイルのインダクタンスが変化します。インダクタンスの変化は、読み取り可能な電気信号に変換されます。

アプリケーションシナリオ

誘導式圧力センサーは、主にタービン圧力監視や高温流体システムなどの高温環境や過酷な産業環境で使用されます。石油およびガス産業では、ダウンホールの圧力を測定します。産業オートメーションでは、高温のガスや液体の圧力を監視します。

メリットとデメリット

誘導式圧力センサーは優れた温度安定性と高精度を備え、高温で過酷な環境に適しています。堅牢な構造により長期的な信頼性が得られます。ただし、これらのセンサーは比較的大きいため、スペースに制約のある用途には適さない場合があります。さらに、応答速度が比較的遅いため、急速に変化する圧力測定にはあまり適していません。

光ファイバー圧力センサー

定義と動作原理

光ファイバー圧力センサーは、加えられた圧力によって生じる光信号の変化を測定することによって圧力を検出します。これらのセンサーは、光ファイバー内の光の強度、位相、または波長の変化を使用して、圧力の変化を反映します。ファイバーに圧力がかかると、ファイバーの物理的特性が変化し、光信号が変化します。

アプリケーションシナリオ

光ファイバー圧力センサーは、医療、環境モニタリング、石油探査の分野で広く使用されています。医療分野では、血圧や体内の圧力を測定します。環境モニタリングでは、海洋と地下水の圧力を検出します。石油探査では、掘削プロセス中の圧力を測定します。

メリットとデメリット

光ファイバー圧力センサーは、電磁干渉に対する耐性、長距離測定への適合性、および高感度を提供します。その材料特性により、過酷な環境でも安定して動作します。ただし、これらのセンサーは高価であり、設置とメンテナンスも複雑です。また、機械的損傷にも弱いため、慎重な取り扱いと保護が必要です。

技術ごとにさまざまな種類の圧力センサーの動作原理、アプリケーションシナリオ、長所と短所を理解することで、特定のアプリケーションに対してより多くの情報に基づいた選択を行うことができ、選択したセンサーが要件を満たしていることを確認し、システムの信頼性と効率を向上させることができます。


投稿日時: 2024 年 7 月 12 日

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