پرشر گیج ، پرشر ترنسمیتر ، پرشر سنسور

گیج فشار ابزاری است که برای اندازه گیری فشار (معمولاً یک مایع) استفاده می شود و این مقدار بر اساس نیرویی که مایع (مایع یا گاز) به دیسک وارد می کند تعیین می شود. در واقع فشار بر حسب نیرو در واحد سطح اندازه گیری می شود. تکنیک های مختلفی برای اندازه گیری فشار و خلاء وجود دارد. ابزارهایی که برای اندازه گیری و نمایش فشار در واحدهای انتگرال استفاده می شوند، مانومتر نامیده می شوند.
مانومتر نمونه ای عالی از فشارسنج است که از ستونی از مایع برای اندازه گیری و نشان دادن فشار استفاده می کند. به همین ترتیب، بوردون متر که یک دستگاه مکانیکی است، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. این ابزار فشار را اندازه گیری و نمایش می دهد و یکی از بهترین نمونه های گیج می باشد. گیج خلاء یک فشارسنج است که برای اندازه گیری فشار کمتر از فشار اتمسفر روی صفر استفاده می شود. اکثر گیج ها فشار اتمسفر را اندازه گیری می کنند که نقطه صفر در نظر گرفته می شود. گیج های رایجی که در بازار استفاده می شود اکثراً از همین نوع هستند و برخی نیز فشار بر حسب BAR را نشان می دهند که هر بار برابر با 1 اتمسفر است (یعنی فشار 2 بار 2 برابر فشار اتمسفر است).
اما از نظر فنی، هر فشاری که بیشتر از خلاء باشد، نوعی فشار است. برای بدست آوردن مقادیر بسیار دقیق فشار، به ویژه در فشارهای پایین، یک فشار سنج که از خلاء کامل به عنوان نقطه صفر استفاده می کند، اندازه گیری مطلق فشار را ارائه می دهد. روش های دیگر اندازه گیری فشار شامل سنسورهایی است که می توانند به یک نشانگر یا سیستم کنترل از راه دور ارسال شوند (قضاوت یا تله متری).
فشارهای استاتیکی و دینامیکی در فشار سنج ها
فشار ساکن در همه جهات یکنواخت است، بنابراین فشاری که مستقل از جهت حرکت یک سیال ساکن اندازه گیری می شود، فشار ساکن نامیده می شود. اما اگر جریان عمود بر سطح باشد، فشار اضافی ایجاد می کند و اگر موازی با سطح باشد، اثر کمتر است. این جزء فشار در یک سیال متحرک (دینامیک) فشار دینامیکی نامیده می شود. دستگاه هنگام برخورد با جریان، فشار استاتیکی و دینامیکی را اندازه گیری می کند و به این مقدار فشار کل یا فشار استاتیک می گویند. در جایی که گیج فشار استاتیک برای تعیین بار خالص روی دیواره لوله مهم است، گیج فشار از فشارسنج دینامیکی برای اندازه گیری جریان و سرعت هوا استفاده می شود.
ارسال تمرین
ارتفاع قفس (ارتفاع سنج)
فشارسنج
سنسور MPA
لوله پیتوت
فشار خون را کنترل کنید
واحدهای معمولی در گیج فشار
در سیستم SI واحد فشار پاسکال (Pa) است که برابر با یک نیوتن بر متر مربع (N·m-2 یا kg·m-1·s-2) است. در ایالات متحده و کانادا واحد فشار پوند بر اینچ مربع یا Psi است و برای اندازه گیری فشار مانند فشار باد لاستیک استفاده می شود. سایر واحدها را می توانید در جدول زیر مشاهده کنید.
انواع اندازه گیری فشار
ابزارهای زیادی برای اندازه گیری فشار با مزایا و معایب مختلف اختراع شده است. هر ترازو دارای طیف متفاوتی از فشار، حساسیت، پاسخ دینامیکی و هزینه است. مانومتر یک ستون مایع (لوله عمودی پر از جیوه) بود که توسط Evangelista Torricelli در سال 1643 ساخته شد.
متر هیدرواستاتیک
گیج های هیدرواستاتیک (مانند مانومترهای لوله جیوه ای) فشار را با هر نیروی هیدرواستاتیک مقایسه می کنند.پرشین ابزار دقیق واحد سطح در پایه ستون آب. ابعاد کنتورهای هیدرواستاتیک مستقل از نوع گازی است که باید اندازه گیری شود و می توان آن را برای تنظیم خطی برنامه ریزی کرد. این مترها پاسخ دینامیکی پایینی دارند.
اندازه گیری پیستون
پیستون فشار سیال به اضافه فنرها برابر است. دقت این کنتورها بسیار کم است و برای کارهای حساس توصیه نمی شود.
ستون مایع (مانومتر)
گیج های ستون سیال شامل ستونی از سیال در لوله ای است که سر آن در معرض فشارهای مختلفی قرار دارد. ستون با اختلاف فشار بین دو سر لوله (نیروی اعمال شده در اثر فشار سیال) در تعادل است تا زمانی که وزن آن (نیروی اعمال شده در اثر گرانش) افزایش یا کاهش یابد. یک نسخه بسیار ساده یک لوله U شکل است که نیمه پر از مایع است که یک سر آن به ناحیه مورد نظر و انتهای دیگر آن به فشار مرجع (که می تواند فشار اتمسفر یا خلاء باشد) متصل است. ). اختلاف سطح سیال در این مانومتر نشان دهنده اختلاف فشار است. فشار اعمال شده توسط ارتفاع ستون مایع h و چگالی ρ توسط فشار هیدرواستاتیک معادل P = hgρ داده می شود. بنابراین، اختلاف فشار بین فشار اعمال شده Pa و فشار مرجع P0 در یک مانومتر U شکل به راحتی از معادله Pa - P0 = hgρ بدست می آید. به تعبیر دیکر، فشار در انتهای سیال (با رنگ آبی نشان داده شده است) باید متعادل باشد (زیرا سیال ساکن و راکد است) و بنابراین در برخی از اندازه گیری های ستون Pa = P0 + hgρ. مایع حاصل اندازه گیری ارتفاع است. ساعت معمولاً در واحدهای میلی متر (میلی متر) و سانتی متر (سانتی متر) یا بر حسب اینچ (اینچ) بیان می شود. h سر فشار نیز نامیده می شود. هنگامی که به عنوان هد فشار بیان می شود، فشار بر حسب واحد طولی و ارتفاع مایعی که باید اندازه گیری شود مشخص می شود. علاوه بر این، دمای سیال عامل نیز باید مشخص شود، زیرا چگالی سیال (ρ) تابعی از دما است. بنابراین، برای مثال، برای اندازه گیری با جیوه یا آب به عنوان سیال مانومتر، می توان یک هد فشار را به ترتیب 742.2 mmHg یا 4.2 inH2O در دمای 59 درجه فارنهایت نوشت.
برای تشخیص فشار هوای بالا و پایین می توان کلمه گیج یا خلاء را به کلمه اندازه گیری اضافه کرد. هر دو میلی متر جیوه و اینچ آب، ارتفاع فشار رایج هستند. که با استفاده از تبدیل واحد فشار و فرمول های بالا می توانند به واحدهای فشار SI تبدیل شوند. اگر مایعی که باید اندازه‌گیری شود چگال‌تر باشد، اصطلاح هیدرواستاتیک را می‌توان برای نشان دادن ارتفاع بین سطح متحرک مانومتر و موقعیت مورد نظر فشارسنج استفاده کرد، مگر در مواردی که فشار دیفرانسیل مایع اندازه‌گیری می‌شود. صفحه نازل ونتوری)، در این صورت چگالی تخلیه منبع باید اندازه گیری شود. اگرچه می توان از هر مایعی استفاده کرد، جیوه با چگالی بالا (13.534 گرم بر سانتی متر مکعب) و فشار بخار کم ترجیح داده می شود.
برای اختلاف فشار کوچک از روغن سبک یا آب ساده استفاده می شود. (روش دوم اندازه گیری هایی مانند حجم آب و میلی متر H2O را افزایش می دهد.) فشار سنج ستون آب اندازه گیری خطی بالایی دارد. هنگامی که خلاء را اندازه می گیرید، سیال کار می تواند خارج شود و اگر فشار بخار شما بالا باشد، می تواند به خلاء آسیب برساند. هنگام اندازه گیری فشار سیال، یک حلقه پر از گاز یا مایع سبک می تواند مایعات را جدا کند تا از مخلوط شدن آنها جلوگیری کند، که غیرضروری است. به عنوان مثال، زمانی که از جیوه به عنوان مانومتر آب برای اندازه گیری فشارهای مختلف مانند آب استفاده می شود. یک گیج هیدرواستاتیک ساده می تواند فشار را از یک تور (حدود 100 پاسکال) تا چند اتمسفر (حدود 1000000 پاسکال) اندازه گیری کند.
گیج فشار آب تک تکه دارای مخزن بزرگتری نسبت به لوله U تک تکه است و ستون در دیواره جانبی باریکتر است. ستون را می توان برای تشویق حرکت آب خم کرد. بسته به کاربرد و تنظیم، انواع مختلفی از فشارسنج ها استفاده می شود.
یک مانومتر ساده
مانومتر میکرو
مانومتر دیفرانسیل
گیج فشار دیفرانسیل معکوس
گیج فشار MCleod
مانومتر مک لئود نمونه ای از گاز را جدا می کند و آن را فشرده می کند تا فشار به اندازه چند میلی متر جیوه در یک مانومتر جیوه ای اصلاح شده شود. این تکنیک بسیار کند است و برای نظارت مداوم مناسب نیست، اما بسیار دقیق است. برخلاف سایر مانومترها، قرائت سنج های MCleod به ترکیب گاز بستگی دارد، زیرا به تراکم پذیری بستگی دارد. به دلیل فشرده سازی، گیج MCleod فشار جاری میعانات مانند روغن در پمپ، جیوه یا در صورت فشرده شدن کافی حتی آب را نادیده می گیرد. محدوده فشار موثر از 4-10 Torr (حدود 2-10 پاسکال) تا 6-10 Torr برای جاروبرقی است. 0.1 mPascal 4-10 کمترین اندازه گیری فشار ممکن با فناوری های جدید. سایر گیج های خلاء نیز می توانند فشارهای کمتر را اندازه گیری کنند، اما به طور غیرمستقیم با اندازه گیری خواص وابسته به فشار. این روش اندازه گیری غیرمستقیم باید با اندازه گیری مستقیم، معمولاً با مترهای MCleod، به واحدهای SI اصلاح شود.

گیج فشار ابزاری است که برای اندازه گیری فشار (معمولاً یک مایع) استفاده می شود و این مقدار بر اساس نیرویی که مایع (مایع یا گاز) به دیسک وارد می کند تعیین می شود. در واقع فشار بر حسب نیرو در واحد سطح اندازه گیری می شود. تکنیک های مختلفی برای اندازه گیری فشار و خلاء وجود دارد. ابزارهایی که برای اندازه گیری و نمایش فشار در واحدهای انتگرال استفاده می شوند، مانومتر نامیده می شوند.
مانومتر نمونه ای عالی از فشارسنج است که از ستونی از مایع برای اندازه گیری و نشان دادن فشار استفاده می کند. به همین ترتیب، بوردون متر که یک دستگاه مکانیکی است، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. این ابزار فشار را اندازه گیری و نمایش می دهد و یکی از بهترین نمونه های گیج می باشد. گیج خلاء یک فشارسنج است که برای اندازه گیری فشار کمتر از فشار اتمسفر روی صفر استفاده می شود. اکثر گیج ها فشار اتمسفر را اندازه گیری می کنند که نقطه صفر در نظر گرفته می شود. گیج های رایجی که در بازار استفاده می شود اکثراً از همین نوع هستند و برخی نیز فشار بر حسب BAR را نشان می دهند که هر بار برابر با 1 اتمسفر است (یعنی فشار 2 بار 2 برابر فشار اتمسفر است).
اما از نظر فنی، هر فشاری که بیشتر از خلاء باشد، نوعی فشار است. برای بدست آوردن مقادیر بسیار دقیق فشار، به ویژه در فشارهای پایین، یک فشار سنج که از خلاء کامل به عنوان نقطه صفر استفاده می کند، اندازه گیری مطلق فشار را ارائه می دهد. روش های دیگر اندازه گیری فشار شامل سنسورهایی است که می توانند به یک نشانگر یا سیستم کنترل از راه دور ارسال شوند (قضاوت یا تله متری).
فشارهای استاتیکی و دینامیکی در فشار سنج ها
فشار ساکن در همه جهات یکنواخت است، بنابراین فشاری که مستقل از جهت حرکت یک سیال ساکن اندازه گیری می شود، فشار ساکن نامیده می شود. اما اگر جریان عمود بر سطح باشد، فشار اضافی ایجاد می کند و اگر موازی با سطح باشد، اثر کمتر است. این جزء فشار در یک سیال متحرک (دینامیک) فشار دینامیکی نامیده می شود. دستگاه هنگام برخورد با جریان، فشار استاتیکی و دینامیکی را اندازه گیری می کند و به این مقدار فشار کل یا فشار استاتیک می گویند. در جایی که گیج فشار استاتیک برای تعیین بار خالص روی دیواره لوله مهم است، گیج فشار از فشارسنج دینامیکی برای اندازه گیری جریان و سرعت هوا استفاده می شود.
ارسال تمرین
ارتفاع قفس (ارتفاع سنج)
فشارسنج
سنسور MPA
لوله پیتوت
فشار خون را کنترل کنید
واحدهای معمولی در گیج فشار
در سیستم SI واحد فشار پاسکال (Pa) است که برابر با یک نیوتن بر متر مربع (N·m-2 یا kg·m-1·s-2) است. در ایالات متحده و کانادا واحد فشار پوند بر اینچ مربع یا Psi است و برای اندازه گیری فشار مانند فشار باد لاستیک استفاده می شود. سایر واحدها را می توانید در جدول زیر مشاهده کنید.
انواع اندازه گیری فشار
ابزارهای زیادی برای اندازه گیری فشار با مزایا و معایب مختلف اختراع شده است. هر ترازو دارای طیف متفاوتی از فشار، حساسیت، پاسخ دینامیکی و هزینه است. مانومتر یک ستون مایع (لوله عمودی پر از جیوه) بود که توسط Evangelista Torricelli در سال 1643 ساخته شد.
متر هیدرواستاتیک
گیج های هیدرواستاتیک (مانند مانومترهای لوله جیوه ای) فشار را با هر نیروی هیدرواستاتیک مقایسه می کنند.پرشین ابزار دقیق واحد سطح در پایه ستون آب. ابعاد کنتورهای هیدرواستاتیک مستقل از نوع گازی است که باید اندازه گیری شود و می توان آن را برای تنظیم خطی برنامه ریزی کرد. این مترها پاسخ دینامیکی پایینی دارند.
اندازه گیری پیستون
پیستون فشار سیال به اضافه فنرها برابر است. دقت این کنتورها بسیار کم است و برای کارهای حساس توصیه نمی شود.
ستون مایع (مانومتر)
گیج های ستون سیال شامل ستونی از سیال در لوله ای است که سر آن در معرض فشارهای مختلفی قرار دارد. ستون با اختلاف فشار بین دو سر لوله (نیروی اعمال شده در اثر فشار سیال) در تعادل است تا زمانی که وزن آن (نیروی اعمال شده در اثر گرانش) افزایش یا کاهش یابد. یک نسخه بسیار ساده یک لوله U شکل است که نیمه پر از مایع است که یک سر آن به ناحیه مورد نظر و انتهای دیگر آن به فشار مرجع (که می تواند فشار اتمسفر یا خلاء باشد) متصل است. ). اختلاف سطح سیال در این مانومتر نشان دهنده اختلاف فشار است. فشار اعمال شده توسط ارتفاع ستون مایع h و چگالی ρ توسط فشار هیدرواستاتیک معادل P = hgρ داده می شود. بنابراین، اختلاف فشار بین فشار اعمال شده Pa و فشار مرجع P0 در یک مانومتر U شکل به راحتی از معادله Pa - P0 = hgρ بدست می آید. به تعبیر دیکر، فشار در انتهای سیال (با رنگ آبی نشان داده شده است) باید متعادل باشد (زیرا سیال ساکن و راکد است) و بنابراین در برخی از اندازه گیری های ستون Pa = P0 + hgρ. مایع حاصل اندازه گیری ارتفاع است. ساعت معمولاً در واحدهای میلی متر (میلی متر) و سانتی متر (سانتی متر) یا بر حسب اینچ (اینچ) بیان می شود. h سر فشار نیز نامیده می شود. هنگامی که به عنوان هد فشار بیان می شود، فشار بر حسب واحد طولی و ارتفاع مایعی که باید اندازه گیری شود مشخص می شود. علاوه بر این، دمای سیال عامل نیز باید مشخص شود، زیرا چگالی سیال (ρ) تابعی از دما است. بنابراین، برای مثال، برای اندازه گیری با جیوه یا آب به عنوان سیال مانومتر، می توان یک هد فشار را به ترتیب 742.2 mmHg یا 4.2 inH2O در دمای 59 درجه فارنهایت نوشت.
برای تشخیص فشار هوای بالا و پایین می توان کلمه گیج یا خلاء را به کلمه اندازه گیری اضافه کرد. هر دو میلی متر جیوه و اینچ آب، ارتفاع فشار رایج هستند. که با استفاده از تبدیل واحد فشار و فرمول های بالا می توانند به واحدهای فشار SI تبدیل شوند. اگر مایعی که باید اندازه‌گیری شود چگال‌تر باشد، اصطلاح هیدرواستاتیک را می‌توان برای نشان دادن ارتفاع بین سطح متحرک مانومتر و موقعیت مورد نظر فشارسنج استفاده کرد، مگر در مواردی که فشار دیفرانسیل مایع اندازه‌گیری می‌شود. صفحه نازل ونتوری)، در این صورت چگالی تخلیه منبع باید اندازه گیری شود. اگرچه می توان از هر مایعی استفاده کرد، جیوه با چگالی بالا (13.534 گرم بر سانتی متر مکعب) و فشار بخار کم ترجیح داده می شود.
برای اختلاف فشار کوچک از روغن سبک یا آب ساده استفاده می شود. (روش دوم اندازه گیری هایی مانند حجم آب و میلی متر H2O را افزایش می دهد.) فشار سنج ستون آب اندازه گیری خطی بالایی دارد. هنگامی که خلاء را اندازه می گیرید، سیال کار می تواند خارج شود و اگر فشار بخار شما بالا باشد، می تواند به خلاء آسیب برساند. هنگام اندازه گیری فشار سیال، یک حلقه پر از گاز یا مایع سبک می تواند مایعات را جدا کند تا از مخلوط شدن آنها جلوگیری کند، که غیرضروری است. به عنوان مثال، زمانی که از جیوه به عنوان مانومتر آب برای اندازه گیری فشارهای مختلف مانند آب استفاده می شود. یک گیج هیدرواستاتیک ساده می تواند فشار را از یک تور (حدود 100 پاسکال) تا چند اتمسفر (حدود 1000000 پاسکال) اندازه گیری کند.
گیج فشار آب تک تکه دارای مخزن بزرگتری نسبت به لوله U تک تکه است و ستون در دیواره جانبی باریکتر است. ستون را می توان برای تشویق حرکت آب خم کرد. بسته به کاربرد و تنظیم، انواع مختلفی از فشارسنج ها استفاده می شود.
یک مانومتر ساده
مانومتر میکرو
مانومتر دیفرانسیل
گیج فشار دیفرانسیل معکوس
گیج فشار MCleod
مانومتر مک لئود نمونه ای از گاز را جدا می کند و آن را فشرده می کند تا فشار به اندازه چند میلی متر جیوه در یک مانومتر جیوه ای اصلاح شده شود. این تکنیک بسیار کند است و برای نظارت مداوم مناسب نیست، اما بسیار دقیق است. برخلاف سایر مانومترها، قرائت سنج های MCleod به ترکیب گاز بستگی دارد، زیرا به تراکم پذیری بستگی دارد. به دلیل فشرده سازی، گیج MCleod فشار جاری میعانات مانند روغن در پمپ، جیوه یا در صورت فشرده شدن کافی حتی آب را نادیده می گیرد. محدوده فشار موثر از 4-10 Torr (حدود 2-10 پاسکال) تا 6-10 Torr برای جاروبرقی است. 0.1 mPascal 4-10 کمترین اندازه گیری فشار ممکن با فناوری های جدید. سایر گیج های خلاء نیز می توانند فشارهای کمتر را اندازه گیری کنند، اما به طور غیرمستقیم با اندازه گیری خواص وابسته به فشار. این روش اندازه گیری غیرمستقیم باید با اندازه گیری مستقیم، معمولاً با مترهای MCleod، به واحدهای SI اصلاح شود.