Trykk er definert som en målt mengde: det kan beskrives som kraften som utøves av en væske eller gass på en overflate, og det måles vanligvis i kraft per arealenhet. Vanlige enheter er Pascal (Pa), Bar (bar), N/mm² eller psi (pund per kvadrattomme).
Sensordefinisjon: En sensor er en enhet som måler en fysisk mengde og konverterer den til et signal. Den målte mengden kan være temperatur, lengde, kraft eller trykk osv. Signalet er vanligvis et elektrisk signal, men det kan også være et optisk signal.
Trykksensordefinisjon: En trykksensor er et instrument som består av trykk-sensitive elementer som bestemmer det faktiske trykket som påføres sensoren (ved å bruke forskjellige driftsprinsipper) og konverterer trykkinformasjonen til et utgangssignal.
Trykkmålingsprinsipper
Trykksensorer bruker en rekke teknikker for å gi nøyaktige resultater.
Strekk-baserte trykksensorer:** Disse bruker strekkmålere som det trykk-sensitive elementet, vanligvis oppnådd ved å binde en strekkmåler av metallfolie eller en diafragma til en sylindrisk elastomer. Den største fordelen med strain-baserte trykksensorer er deres ekstremt høye stivhet, som tillater måling av trykk opp til 15 000 bar. Elektriske tilkoblinger er vanligvis laget ved hjelp av en Wheatstone-bro, noe som resulterer i svært nøyaktige og konsistente målinger.
Kapasitive trykksensorer:** Disse bruker et trykkkammer og en diafragma for å generere variabel kapasitans. Når det påføres trykk, deformeres membranen, og kapasitansen reduseres tilsvarende. Et spennings-avhengig elektrisk signal sendes deretter ut gjennom målekretsen. Disse sensorene er begrenset til lave trykk på ca. 40 bar.
Piezoresistive trykksensorer:** Disse består av en membran hovedsakelig laget av silisium, som bruker en integrert strekkmåler for å oppdage belastningen forårsaket av påført trykk. En Wheatstone-bro brukes vanligvis for å redusere følsomhet og øke produksjonen. På grunn av materialene som brukes er trykket begrenset til rundt 1000 bar.
I motsetning til de ovennevnte teknikkene, bruker resonanstrykksensorer endringer i resonansfrekvensen til målemekanismen for å måle spenningen forårsaket av påført trykk.** I denne typen sensordesign kan resonanselementet utsettes for et medium, hvor resonansfrekvensen avhenger av mediets tetthet. Disse sensorene er vanligvis følsomme for støt og vibrasjoner.
Andre trykksensorer som ikke bruker et målelegeme inkluderer termiske eller ioniseringstrykksensorer, som bruker tetthetsendringer på grunn av strømmen av ladede partikler for å måle påført trykk.
Trykkmålekategorier
Trykksensorer kan klassifiseres på flere måter, inkludert etter trykkområdet de måler, deres driftstemperaturområde eller typen trykk de måler.
Absolutt trykksensor: Måler trykk i forhold til et referansekammer (nær vakuum).
Måletrykksensor: Eller relativ trykksensor, brukt til å måle trykk i forhold til gjeldende atmosfærisk trykk.
Forseglet trykksensor: Ligner på en trykksensor, men måler trykket i forhold til et fast trykk i stedet for dagens atmosfæriske trykk.
Differensialtrykksensor: Bestemmer forskjellen mellom to trykk og kan brukes til å måle trykkfall, væskenivå og strømningshastighet, etc.
En vesentlig fordel med absolutte trykksensorer er at de alltid måles mot samme referansetrykk (vakuum), og derfor er upåvirket av endringer i atmosfærisk trykk og temperatur.
