Basınç sensörü nedir ?
Basınç sensörü, bir akışkan, gaz veya sıvı tarafından kendisine uygulanan kuvveti veya basıncı ölçen bir cihazdır. Bu basıncı algılar ve çeşitli uygulamalar için yorumlanabilen ve kullanılabilen bir elektrik sinyaline dönüştürür. Basınç sensörleri endüstriyel, otomotiv, medikal ve tüketici elektroniği sektörlerinde sistem ve süreçlerdeki basınç seviyelerini izlemek ve kontrol etmek için yaygın olarak kullanılır. Basınç sensörleri farklı prensiplere göre çalışır, ancak en yaygın olarak, basınca maruz kaldıklarında deforme olan bir algılama elemanı kullanırlar. Bu deformasyon tipik olarak uygulanan basınçla orantılı bir elektrik sinyaline dönüştürülür.
Teknolojilerine göre basınç sensörü tipleri
Basınç sensörleri piezo dirençli, kapasitif, piezoelektrik veya optik sensörler gibi çeşitli şekillerde olabilir. Her tip farklı prensiplere göre çalışır, ancak basıncı doğru bir şekilde algılama ve ölçme ortak hedefini paylaşır. Bazı yaygın basınç sensörü türleri şunlardır
Piezorezistif Basınç Sensörleri
Piezorezistif basınç sensörleri, sıvıların veya gazların basıncını ölçmek için piezo rezistif etkiyi kullanan cihazlardır. Piezo direnç etkisi, mekanik gerilime veya gerilmeye maruz kaldıklarında belirli malzemelerin elektrik direncindeki değişimi ifade eder. Piezorezistif basınç sensöründe, silikon gibi piezorezistif bir malzemeden yapılmış ince bir tabaka veya diyafram ölçülen basınca maruz bırakılır. Basınç değiştikçe diyafram esneyerek piezorezistif malzemenin direncinde bir değişikliğe neden olur. Dirençteki bu değişiklik ölçülebilir ve bir basınç okumasına dönüştürülebilir.
Piezorezistif basınç sensörünün üstten görünümü. Wheatstone köprü devresi oluşturan her bir kenara dört piezorezistör yerleştirilmiştir.
Maksimum gerilme noktalarında piezorezistörlerle saptırılmış diyaframı gösteren A-A kesiti
Piezorezistif basınç sensörleri, yüksek hassasiyet, doğruluk ve güvenilirlik gibi çeşitli avantajlar sunar. Çok çeşitli basınçları ölçebilirler ve endüstriyel proses kontrolü, otomotiv sistemleri ve biyomedikal cihazlar gibi hassas basınç ölçümlerinin gerekli olduğu uygulamalarda yaygın olarak kullanılırlar. Bu sensörler sağlamlıkları ve zorlu çevre koşullarına dayanma kabiliyetleri ile bilinir. Bununla birlikte, performansları sıcaklık değişimlerinden etkilenebileceğinden, doğru okumaları sağlamak için sıcaklık kompanzasyonu gerektirebilirler.
Piezoelectric Pressure Sensors
Piezoelektrik basınç sensörleri, bir sıvı veya gazın basıncını ölçmek için piezoelektrik etkiyi kullanan cihazlardır. Piezoelektrik etki, belirli malzemelerin uygulanan mekanik gerilime yanıt olarak bir elektrik yükü üretme yeteneğidir.
Bir piezoelektrik basınç sensöründe, ince bir piezoelektrik kristal veya seramik malzeme bir diyaframa bağlanır. Diyaframa basınç uygulandığında, diyafram esner ve piezoelektrik malzeme üzerinde mekanik gerilime neden olur. Bu gerilim, ölçülebilen ve bir basınç okumasına dönüştürülebilen bir elektrik yükü oluşturur.
Bir piezoelektrik basınç sensöründe, ince bir piezoelektrik kristal veya seramik malzeme bir diyaframa bağlanır. Diyaframa basınç uygulandığında, diyafram esner ve piezoelektrik malzeme üzerinde mekanik gerilime neden olur. Bu gerilim, ölçülebilen ve bir basınç okumasına dönüştürülebilen bir elektrik yükü oluşturur.
Kapasitif Basınç Sensörleri
Kapasitif basınç sensörleri, bir sıvı veya gazın basıncını ölçmek için kapasitanstaki değişiklikleri kullanan cihazlardır. Kapasitans, iletkenler ve yalıtkanlardan oluşan bir sistemin, üzerlerine bir voltaj uygulandığında elektrik yükünü depolama yeteneğidir. Kapasitif basınç sensöründe, iki iletken plaka yalıtkan bir malzeme ile ayrılmıştır. Basınç uygulandığında, plakalar arasındaki boşluk değişir ve bu da sensörün kapasitansını değiştirir. Kapasitanstaki bu değişiklik ölçülebilir ve bir basınç okumasına dönüştürülebilir.
Kapasitif basınç sensörlerinin avantajları arasında yüksek doğruluk, kararlılık ve düşük güç tüketimi yer alır. Ayrıca geniş bir basınç aralığında iyi bir doğrusallığa sahiptirler ve hassas basınç ölçümleri için elektronik sistemlere kolayca entegre edilebilirler. Kapasitif basınç sensörleri otomotiv, havacılık, tüketici elektroniği ve HVAC sistemleri gibi çeşitli sektörlerde uygulama alanı bulmaktadır. Basınç izleme ve kontrol sistemlerinde, hava yastığı açma sistemlerinde ve tıbbi cihazlarda yaygın olarak kullanılırlar. Kapasitif basınç sensörlerinin performansının sıcaklık, nem ve elektromanyetik parazit gibi faktörlerden etkilenebileceğini unutmamak önemlidir. Doğru ölçümler için uygun kalibrasyon ve çevresel hususlar gereklidir.