多くのユーザーは、絶対圧センサー、ゲージ圧センサー、または差圧センサーのいずれかを選択する必要があります。この記事では、これら 3 つのタイプの原理、違い、実際の応用について説明し、より情報に基づいた選択を行うのに役立ちます。
図 (左から右へ: 絶対圧、ゲージ圧、差圧センサー チップの回路図) に示すように、絶対圧センサーの内部は真空シールされています。表面に圧力を加えると、完全真空に対する相対的な圧力を実際に測定し、絶対圧力値を出力します。ゲージ圧センサーは内部が大気圧で密閉されています。圧力が加えられると、局所的な大気圧に対する相対的な圧力が測定されます。差圧センサーには圧力 1 と圧力 2 の 2 つのポートがあり、2 つの圧力値の差を出力します。
絶対圧センサの応用例：「絶対真空」の測定
絶対圧力センサーは、完全な真空 (ゼロ圧力基準点) を基準とした圧力を測定します。高い山に登るときのことを想像してみてください。気圧が下がります。逆に、海深くに潜ると、圧力が急激に上昇します。絶対圧力センサーは、この「絶対」圧力値を測定します。理論上物質が存在しない真空状態を基準点とし、環境によって変化しない絶対圧力値を与えることができます。
気象観測所では、絶対圧センサーが微妙な大気圧の変化を 24 時間監視し、天気予報に重要なデータを提供します。航空宇宙では、高度は大気圧と直接的な関係があるため、航空機の高度を決定するのに役立ちます。真空コーティングや半導体製造などの工業プロセスでは、真空レベルの正確な制御は高精度の絶対圧力センサーから切り離せません。
ゲージ圧センサの応用例：「相対圧力差」を認識する
絶対圧力センサーとは異なり、ゲージ圧力センサーは、局所的な大気圧を基準とした圧力を測定します。言い換えれば、それらの基準点は、センサーの設置場所の周囲の大気圧です。タイヤ空気圧計でタイヤの空気圧をチェックすると、タイヤの内部空気圧と外部の大気圧の差が表示されます。これはゲージ圧測定の一般的な用途です。
このようなセンサーは通常、周囲の大気にさらされた通気ポートを備えており、大気圧の変化の影響を自動的に打ち消すことができます。このため、ゲージ圧センサーは、パイプラインの流体圧力監視や圧縮空気システムの管理からボイラー圧力制御に至るまで、産業オートメーションだけでなく、人工呼吸器や血圧モニターなどの医療機器にも広く使用されています (ほとんどの家庭用血圧モニターはゲージ圧を実際に測定しています)。これらは、システムが周囲の環境に対して「正圧」または「負圧」のどちらにあるのか、そして正確にどの程度であるかを教えてくれます。
「微妙な違い」を捉える差圧センサー
差圧センサーがさらに改良されました。具体的には、圧力の絶対値に関係なく、2 つの圧力点の差を測定します。 2 人の出場者の相対的な違いのみに焦点を当てる審査員と考えてください。
このタイプのセンサーには 2 つの圧力ポートがあり、それぞれが比較対象の 2 つの圧力源の 1 つに接続されています。そのアプリケーション シナリオは非常に巧妙です。化学生産では、差圧センサーがパイプライン内の 2 点間の圧力差を測定して流量を計算します。クリーンルームでは、内部と外部の圧力差を監視して、気流の方向が清浄度要件を満たしていることを確認します。自動車分野では、エンジンの吸入空気監視だけでなく、燃料蒸気漏れ検知などの環境機能にも使用されています。多くのゲージ圧センサーは、実際には差圧センサーの特殊なケースであることは注目に値します。つまり、1 つの圧力ポートが大気にさらされており、特にシステム圧力と大気圧の差を測定します。
結論
大規模な産業システムからマイクロスケールの医療機器、地上車両から航空機に至るまで、絶対圧、ゲージ圧、差圧センサーは現代技術の静かな監視員として機能し、微妙な圧力変化を継続的に監視します。目立たないかもしれませんが、モノのインターネットのセンシング層の重要な部分を形成し、物理的な圧力信号を正確なデジタル データに変換します。
MEMS テクノロジーの発展により、圧力センサーはより小型、よりスマートになり、より手頃な価格になり、その応用範囲は拡大し続けています。次に天気予報をチェックしたり、血圧を測定したり、車を運転したりするときに、これらの独創的な「圧力感覚」が私たちの安全と利便性を静かに守り、より知りやすく、より制御しやすく、より最適化可能な世界を形作っていることを思い出すかもしれません。
