می ک
ند. انواع
تکنولوژیهای معمول سیلیکن (مونو کریستالی)، پوسته نازک پلی سیلیکن، ورق فلز قرار داده شده بر روی تکیه، ورق ضخیم . عموما
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
گیجهای کشش در یک ساختار مدار پل وتستون اتصال می یابند تا خروجی سنسور را حداکثر کنند. این معمولترین تکنولوژی به کار گرفته
شده برای اهداف عمومی اندازه گیری فشار است. این تکنولوژیها با اندازه گیری فشار مطلق، گیج، خلا و فشار تفاضلی وفق داده می
شوند.
• خازنی
از دیافراگم و کاواک فشار برای ایجاد خازن متغیر استفاده میشود تا کشش ناشی از فشار اعمالی را تعیین کند. تکنولوژیهای معمولی از
فلز، سرامیک و دیافراگمهای سیلیکنی استفاده می کنند. این تکنولوژیها برای فشارهای کم کاربرد دارند. ( مطلق، تفاضلی و گیج) در
سنسور فشار نوع خازنی فشار تفاضلی به دیافراگم اعمال میشود که باعث میشود دیافراگم به یکی از صفحات خازن نزدیک شده و از
دیگری دور شود. بنابراین ظرفیت خازن تغییر میکند که این تغییر متناسب با فشار اعمال شده به دیافراگم است. تغییر ظرفیت خازن توسط
مدار الکتریکی و ترنسمیتر تبدیل به سیگنال الکتریکی میشود که در واحدهای فشار کالیبره شده است.
• الکترومغناطیسی
جابجایی دیافراگم از طریق تغییر در اندوکتانس (رلوکتانس)، LVDT، اثر هال و یا قانون جریان ادی اندازه گیری می شود. سنسور فشار
القایی نشان داده شده در شکل ۱۲-۵ دارای دو سیم پیچی میباشد که با یک هسته مغناطیسی کوپل شده اند. هنگامی که فشار اعمال شده
دیافراگم را حرکت دهد، این هسته جابجا می شود. خاصیت القایی توسط مدارهای الکترونیکی مانند مدارهای رزونانس اندازه گیری می
شود.
• پیزو الکتریک
از اثر پیزو الکتریک در مواد معین همانند کوارتز استفاده میکند تا کشش ناشی از فشار را اندازه بگیرد. این تکنولوژی برای اندازه گیری
فشارهای پویا استفاده می شود. انواعی از کریستالها به نام پیزوالکتریک در اثر تغییر شکل مکانیکی سیگنال الکتریکی تولید می کنند
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
که سطح ولتاژ این سیگنال متناسب با میزان تغییر شکل است. کریستال به یک دیافراگم فلزی متصل است . یک سمت دیافراگم برای اندازه
گیری فشار، در تماس با سیال فرایند میباشد و سمت دیگر دیافراگم به طور مکانیکی به کریستال متصل است. سیگنال ولتاژ خروجی
کریستال دامنه کوچکی دارد( در محدوده میکرو ولت ) پس باید یک تقویت کننده با امپدانس ورودی بالا به کار گرفته شود . به منظور
جلوگیری از اتلاف سیگنال، تقویت کننده باید در نزدیکی سنسور نصب شود. کریستال تا دمای ۴۰۰ °F را تحمل می کند. تغییرات دما
کریستال را تحت تاثیر قرار می دهد بنابراین جبران سازی دما باید صورت گیرد.
• نوری
از تغییر فیزیکی فیبر نوری برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. به عنوان مثال درFiber Bragg Grating از
این تکنولوژی استفاده می شود. این تکنولوژی در کاربردهایی که با چالش همراه هستند استفاده می شود. برای مثال در مکانهای غیر
قابل دسترس، دماهای بالا و یا در تکنولوژیهای ذاتا مصون از تداخلات الکترومغناطیس و اندازه گیریهای راه دور.
• پتانسیومتری
از حرکت جاروبک در طی مکانیزم مقاومتی برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند.
انواع دیگر این انواع سنسورهای فشار الکترونیکی از خواص دیگر ( مانند چگالی) برای تعیین فشار گاز یا مایع استفاده می کنند.
• رزونانس
اعمال فشار باعث ایجاد تغییر در چگالی گاز میشود و آن نیز موجب تغییر فرکانس رزونانس می شود. برای استفاده از این تکنولوژی می
توان از ابزار "جمع کننده نیرو" مانند موارد ذکر شده در بالا استفاده کرد. هم چنین می توان عنصر رزونانس کننده را به طور مستقیم در
معرض ماده قرار داد . در این صورت نیز فرکانس نوسان وابسته به چگالی ماده می باشد. سنسورها از سیمهای نوسان کننده، تیوبهای
نوسان کننده، کوارتز، و سیستمهای میکرو الکترو_مکانیکی (MEMS) ساخته می شوند.در کل مشخصه این تکنولوژی، خروجی پایدار
آن است.
• دما
با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر میکند و به دنبال آن، گذردهی گرمایی آن تغییر می کند. نمونه رایج این سنسورها، گیج های "
پیرانی" هستند.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
• یونیزاسیون
با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر میکند و به دنبال آن، جریان یونهای موجود در آن تغییر می کند.نمونههای رایج این نوع سنسور،
گیجهای کاتد سرد و کاتد گرم است.
• دیگر
راههای دیگر نیز برای استنتاج فشار از طریق چگالی وجود دارد.(سرعت صوت، جرم، ضریب شکست)
کاربردها
سنسورهای فشار کاربردهای زیادی دارند از جمله:
• اندازه گیری فشار
این کاربرد، کاربرد مستقیم سنسورهای فشار است که در مواردی از جمله تجهیزات هواشناسی، هواپیما، اتومبیل و سایر وسایلی که در
آنها فشار کارایی دارد به کار می رود.
• اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا
ند. انواع
تکنولوژیهای معمول سیلیکن (مونو کریستالی)، پوسته نازک پلی سیلیکن، ورق فلز قرار داده شده بر روی تکیه، ورق ضخیم . عموما
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
گیجهای کشش در یک ساختار مدار پل وتستون اتصال می یابند تا خروجی سنسور را حداکثر کنند. این معمولترین تکنولوژی به کار گرفته
شده برای اهداف عمومی اندازه گیری فشار است. این تکنولوژیها با اندازه گیری فشار مطلق، گیج، خلا و فشار تفاضلی وفق داده می
شوند.
• خازنی
از دیافراگم و کاواک فشار برای ایجاد خازن متغیر استفاده میشود تا کشش ناشی از فشار اعمالی را تعیین کند. تکنولوژیهای معمولی از
فلز، سرامیک و دیافراگمهای سیلیکنی استفاده می کنند. این تکنولوژیها برای فشارهای کم کاربرد دارند. ( مطلق، تفاضلی و گیج) در
سنسور فشار نوع خازنی فشار تفاضلی به دیافراگم اعمال میشود که باعث میشود دیافراگم به یکی از صفحات خازن نزدیک شده و از
دیگری دور شود. بنابراین ظرفیت خازن تغییر میکند که این تغییر متناسب با فشار اعمال شده به دیافراگم است. تغییر ظرفیت خازن توسط
مدار الکتریکی و ترنسمیتر تبدیل به سیگنال الکتریکی میشود که در واحدهای فشار کالیبره شده است.
• الکترومغناطیسی
جابجایی دیافراگم از طریق تغییر در اندوکتانس (رلوکتانس)، LVDT، اثر هال و یا قانون جریان ادی اندازه گیری می شود. سنسور فشار
القایی نشان داده شده در شکل ۱۲-۵ دارای دو سیم پیچی میباشد که با یک هسته مغناطیسی کوپل شده اند. هنگامی که فشار اعمال شده
دیافراگم را حرکت دهد، این هسته جابجا می شود. خاصیت القایی توسط مدارهای الکترونیکی مانند مدارهای رزونانس اندازه گیری می
شود.
• پیزو الکتریک
از اثر پیزو الکتریک در مواد معین همانند کوارتز استفاده میکند تا کشش ناشی از فشار را اندازه بگیرد. این تکنولوژی برای اندازه گیری
فشارهای پویا استفاده می شود. انواعی از کریستالها به نام پیزوالکتریک در اثر تغییر شکل مکانیکی سیگنال الکتریکی تولید می کنند
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
که سطح ولتاژ این سیگنال متناسب با میزان تغییر شکل است. کریستال به یک دیافراگم فلزی متصل است . یک سمت دیافراگم برای اندازه
گیری فشار، در تماس با سیال فرایند میباشد و سمت دیگر دیافراگم به طور مکانیکی به کریستال متصل است. سیگنال ولتاژ خروجی
کریستال دامنه کوچکی دارد( در محدوده میکرو ولت ) پس باید یک تقویت کننده با امپدانس ورودی بالا به کار گرفته شود . به منظور
جلوگیری از اتلاف سیگنال، تقویت کننده باید در نزدیکی سنسور نصب شود. کریستال تا دمای ۴۰۰ °F را تحمل می کند. تغییرات دما
کریستال را تحت تاثیر قرار می دهد بنابراین جبران سازی دما باید صورت گیرد.
• نوری
از تغییر فیزیکی فیبر نوری برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند. به عنوان مثال درFiber Bragg Grating از
این تکنولوژی استفاده می شود. این تکنولوژی در کاربردهایی که با چالش همراه هستند استفاده می شود. برای مثال در مکانهای غیر
قابل دسترس، دماهای بالا و یا در تکنولوژیهای ذاتا مصون از تداخلات الکترومغناطیس و اندازه گیریهای راه دور.
• پتانسیومتری
از حرکت جاروبک در طی مکانیزم مقاومتی برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی استفاده می کند.
انواع دیگر این انواع سنسورهای فشار الکترونیکی از خواص دیگر ( مانند چگالی) برای تعیین فشار گاز یا مایع استفاده می کنند.
• رزونانس
اعمال فشار باعث ایجاد تغییر در چگالی گاز میشود و آن نیز موجب تغییر فرکانس رزونانس می شود. برای استفاده از این تکنولوژی می
توان از ابزار "جمع کننده نیرو" مانند موارد ذکر شده در بالا استفاده کرد. هم چنین می توان عنصر رزونانس کننده را به طور مستقیم در
معرض ماده قرار داد . در این صورت نیز فرکانس نوسان وابسته به چگالی ماده می باشد. سنسورها از سیمهای نوسان کننده، تیوبهای
نوسان کننده، کوارتز، و سیستمهای میکرو الکترو_مکانیکی (MEMS) ساخته می شوند.در کل مشخصه این تکنولوژی، خروجی پایدار
آن است.
• دما
با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر میکند و به دنبال آن، گذردهی گرمایی آن تغییر می کند. نمونه رایج این سنسورها، گیج های "
پیرانی" هستند.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
• یونیزاسیون
با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییر میکند و به دنبال آن، جریان یونهای موجود در آن تغییر می کند.نمونههای رایج این نوع سنسور،
گیجهای کاتد سرد و کاتد گرم است.
• دیگر
راههای دیگر نیز برای استنتاج فشار از طریق چگالی وجود دارد.(سرعت صوت، جرم، ضریب شکست)
کاربردها
سنسورهای فشار کاربردهای زیادی دارند از جمله:
• اندازه گیری فشار
این کاربرد، کاربرد مستقیم سنسورهای فشار است که در مواردی از جمله تجهیزات هواشناسی، هواپیما، اتومبیل و سایر وسایلی که در
آنها فشار کارایی دارد به کار می رود.
• اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا
کاربرد آن در هواپیما، موشک، ماهواره، بالنهای هواشناسی و غیره می باشد. در تمامی این کاربردها از رابطه بین تغییر
ات فشار با
ارتفاع نسبت به سطح دریا استفاده می شود۰
این معادله، برای ارتفاع سنجی تا ارتفاع ۳۶.۰۹۰ فوت (۱۱.۰۰۰ متر) تنظیم شده است. در خارج از این بازه، شاهد خطا خواهیم بود.
این خطا را می توان برای سنسورهای فشار مختلف محاسبه کرد. عامل این خطا، تغییرات ناشی از دما درارتفاعات بالاتر می باشد. ارتفاع
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
سنج هایی با سنسور فشار تفکیک پذیری کمتر از ۱ متر دارند و تفکیک پذیری آنها بهتر از نوع ارتفاع سنجی با سیستم GPS ( که
دارای تفکیک پذیری ارتفاع ۲۰ مترمی باشد) است. در کاربردهای موقعیت یابی، برای تشخیص جادههای تپه ای( برای موقعیت یابی
اتومبیل) و یا ارتفاع طبقات ساختمانها ( برای موقعیت یابی فرد پیاده) استفاده می شود.
• اندازه گیری جریان
می توان با کمک اثر ونتوری و رابطه اش با فشار، جریا ن را اندازه گرفت. اختلاف فشار بین دو بخش یک تیوب نتوری (با قطرهای دهانه
مختلف) اندازه گیری می شود. این اختلاف فشار، با سرعت جریان گذرنده از تیوب رابطه مستقیم دارد.از انجا که این اختلاف فشار نسبتا
کوچک است از سنسور فشار با بازه کم استفاده می شود.
• اندازه گیری ارتفاع / عمق
می توان از سنسور فشار برای ندازه گیری ارتفاع سطح مایع استفاده کرد.معمولا از این تکنیک برای اندازه گیری مکان جسم غوطه ور
در آب ( مانند غواصها، زیر دریایی ها) و یا ارتفاع سطح مایع درون یک مخزن (مانند مایع داخل برج آب) استفاده می شود. برای بیشتر
کاربردهای عملی، سطح مایع متناسب با فشار است. در مواردی مانند "آب شیرین" که زیر فشار اتمسفر می باشدداریم:
۱psi =۲۷.۷ in H۲O
۱pa = ۹.۸۱ mm H۲O
معادله اصلی برای این اندازه گیری معادله زیر است:
P=ρ*g*h
p= فشار
ρ=چگالی مایع
g=گرانش
h=فشار سنسور بالای مایع ستون ارتفاع
• آزمایش نشتی
می توان با اندازه گیری افت فشار، نشتی سیستم را به دست آورد. روشهای متداول برای این منظور، دو روش هستند: ۱. مقایسه فشار
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
سیستم با فشار سیستمی با نشتی معلوم و استفاده از این اختلاف فشار ۲. اندازه گیری فشار و بررسی تغییرات آن در طول یک بازه زمان
نیروسنج وسیلهای است برای اندازه گیری نیرو، گشتاور یک نیرو (لنگر)، یا توان. مانند توان تولید شده توسط یک موتور الکتریکی یا
ماشین گرمایی.
ات فشار با
ارتفاع نسبت به سطح دریا استفاده می شود۰
این معادله، برای ارتفاع سنجی تا ارتفاع ۳۶.۰۹۰ فوت (۱۱.۰۰۰ متر) تنظیم شده است. در خارج از این بازه، شاهد خطا خواهیم بود.
این خطا را می توان برای سنسورهای فشار مختلف محاسبه کرد. عامل این خطا، تغییرات ناشی از دما درارتفاعات بالاتر می باشد. ارتفاع
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
سنج هایی با سنسور فشار تفکیک پذیری کمتر از ۱ متر دارند و تفکیک پذیری آنها بهتر از نوع ارتفاع سنجی با سیستم GPS ( که
دارای تفکیک پذیری ارتفاع ۲۰ مترمی باشد) است. در کاربردهای موقعیت یابی، برای تشخیص جادههای تپه ای( برای موقعیت یابی
اتومبیل) و یا ارتفاع طبقات ساختمانها ( برای موقعیت یابی فرد پیاده) استفاده می شود.
• اندازه گیری جریان
می توان با کمک اثر ونتوری و رابطه اش با فشار، جریا ن را اندازه گرفت. اختلاف فشار بین دو بخش یک تیوب نتوری (با قطرهای دهانه
مختلف) اندازه گیری می شود. این اختلاف فشار، با سرعت جریان گذرنده از تیوب رابطه مستقیم دارد.از انجا که این اختلاف فشار نسبتا
کوچک است از سنسور فشار با بازه کم استفاده می شود.
• اندازه گیری ارتفاع / عمق
می توان از سنسور فشار برای ندازه گیری ارتفاع سطح مایع استفاده کرد.معمولا از این تکنیک برای اندازه گیری مکان جسم غوطه ور
در آب ( مانند غواصها، زیر دریایی ها) و یا ارتفاع سطح مایع درون یک مخزن (مانند مایع داخل برج آب) استفاده می شود. برای بیشتر
کاربردهای عملی، سطح مایع متناسب با فشار است. در مواردی مانند "آب شیرین" که زیر فشار اتمسفر می باشدداریم:
۱psi =۲۷.۷ in H۲O
۱pa = ۹.۸۱ mm H۲O
معادله اصلی برای این اندازه گیری معادله زیر است:
P=ρ*g*h
p= فشار
ρ=چگالی مایع
g=گرانش
h=فشار سنسور بالای مایع ستون ارتفاع
• آزمایش نشتی
می توان با اندازه گیری افت فشار، نشتی سیستم را به دست آورد. روشهای متداول برای این منظور، دو روش هستند: ۱. مقایسه فشار
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
سیستم با فشار سیستمی با نشتی معلوم و استفاده از این اختلاف فشار ۲. اندازه گیری فشار و بررسی تغییرات آن در طول یک بازه زمان
نیروسنج وسیلهای است برای اندازه گیری نیرو، گشتاور یک نیرو (لنگر)، یا توان. مانند توان تولید شده توسط یک موتور الکتریکی یا
ماشین گرمایی.
Forwarded from کانال ابزاردقیق و اتوماسیون صنعتی
@icesi-ABB Drive.mp4
9.4 MB
Forwarded from عباس رمضانی
Measurement Errors and Uncertainties.pdf
2.5 MB
Forwarded from عباس رمضانی
Uncertainty Analysis overview.ppt
5.1 MB
در ادامه مطالبی در مورد مهندسی هوافضا
🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂
در خاص ترین کانال تخصصی مهندسی مکانیک
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂
در خاص ترین کانال تخصصی مهندسی مکانیک
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧