חיישן לחץ הוא רכיב טכנולוגי מהותי המשמש למדידת לחץ של גזים או נוזלים במגוון תחומים —מתעשיות כבדות ועד טכנולוגיה רפואית מתקדמת. היכולת לזהות ולנתח נתוני לחץ בזמן אמת הופכת את החיישן הזה לכלי קריטי ביישומים כמו תחזוקת מערכות, בקרת איכות, ואפילו תחבורה חכמה.
במאמר זה נבין איך עובד חיישן לחץ, נסקור את הסוגים השונים הזמינים בחברת רונאר מערכות מדידה, ונבין למה חשוב לבחור את חיישן הלחץ שמבוסס על חדשנות טכנולוגית, ושהכי מתאים ליישומים שלכם.
אבל לפני שנעמיק בסוגים השונים, בואו נבין רגע איך עובד חיישן לחץ
חיישן לחץ מורכב ממנגנון קולט כוח, כמו דיאפרגמה גמישה, ומאלמנט מתמר שממיר את הכוח המופעל לאות חשמלי. ההמרה מתבצעת בשיטות שונות, כגון שימוש בהתנגדות, קיבוליות או אינדוקטיביות, בהתאם לסוג החיישן והטכנולוגיה שעליה הוא מבוסס.
בחירת השיטה או המתמר תלויה בעיצוב המכשיר וביישום שאליו מיועד חיישן הלחץ. מתמר לחץ פועל באמצעות המרה של הכוח המופעל עליו לאותות חשמליים, שמועברים לבקרים ניתנים לתכנות. הבקרים מעבדים את האותות ומתעדים אותם לניתוח נוסף, מה שמאפשר שימוש מדויק בנתונים לצרכים מגוונים.
מתמרים, משדרים וחיישנים
עכשיו בואו נבהיר את ההגדרות וההבדלים העיקריים בין חיישנים, מתמרים ומשדרים. כל מכשיר למדידת לחץ מסתמך על שינויים בלחץ הגורמים לתגובה פיזיקלית באלמנט החישה. שינוי זה אינו יכול לעבור ישירות למעגל המחובר עד שהוא מתורגם ומעובד כראוי לאות אלקטרוני שמיש.
למתמרי לחץ ומשדרי לחץ יש אלמנט חישה ללחץ, אך כל אחד מהם מתרגם ומעבד את האות הנפלט מהאלמנט באופן שונה במקצת. למרות זאת, שימוש יומיומי במונח הכללי “חיישן לחץ” עשוי להתייחס לכל אחד מסוגי המכשירים האלו:
חיישני לחץ
חיישן לחץ “אמיתי” פועל על עקרון שבו תגובה פיזיקלית במודול החיישן יוצרת מתח חשמלי ביציאה. עיבוד נוסף של האות, כמו כיול, הגברה ופיצוי טמפרטורה, חייב להתבצע בנפרד לפני שניתן להתייחס לקריאות כמדויקות ויציבות.
מתמרי לחץ
השאלה “מהו מתמר לחץ?” עולה לעיתים קרובות לאחר כל הסבר על חיישן לחץ, וזה מובן. כמו חיישני לחץ, גם מתמרי לחץ מייצרים מתח חשמלי כתוצאה מתגובה פיזיקלית באלמנט החישה.
ההבדל העיקרי הוא שחלק מעיבוד האות מבוצע גם על ידי המתמר, מה שמאפשר את שידור האות למרחק רב יותר ממקור הלחץ.
משדרי לח
משדר לחץ מתפקד באופן דומה למתמר, אך במקום אות מתח, הוא פולט אות זרם שנמדד בעומס נמוך, ברוב המקרים בטווח תעשייתי סטנדרטי.
מגוון חיישני לחץ בהתאמה מדויקת לכל יישום
אצלנו תוכלו למצוא מגוון רחב של חיישני לחץ המותאמים לצרכים שונים בתעשייה ובמחקר. להלן סקירה של הסוגים המרכזיים:
חיישני לחץ לנוזלים וגזים
חיישנים אלו עשויים מנירוסטה ומלאים בשמן. הם מתאימים למדידת לחץ בנוזלים ובגזים, ומספקים אות יציאה מוגבר שמאפשר אינטגרציה פשוטה ועבודה בטווח טמפרטורות רחב. קיימות גם יציאות דיגיטליות מסוג I²C או SPI המאפשרות חיבור למערכות בקרה מתקדמות.
חיישני לחץ למעגל מודפס
חיישנים קומפקטיים וקלילים, המיועדים להרכבה ישירה על מעגלים מודפסים. הם מציעים מגוון יציאות, כולל mV אנלוגי מוגבר או דיגיטלי, ותומכים בפורמטים דיגיטליים כמו I²C ו-SPI.
חיישנים אלו מבוססים על טכנולוגיית MEMS ומתאימים במיוחד למדידת לחץ בגזים יבשים שאינם קורוזיביים.
מתמר לחץ תעשייתי
מתמר לחץ זה מיועד ליישומים תעשייתיים מגוונים וזמין במגוון דגמים, מידות ושיטות שידור, בהתאמה למדידת לחץ בנוזלים ובגזים, עם עמידות גבוהה בתנאי סביבה קשים.
מתמרי לחץ מים
תמרים אלו, המכונים גם חיישני לחץ מים, מיועדים למדידת לחץ בצינורות מים, במכלים או בבארות. הם מציעים פלט חשמלי של 4-20mA , גוף נירוסטה ודרגת הגנה IP65-IP68 בהתאמה למדידת מפלס או עומק מים.
חיישן לחץ לסביבות רטובות
חיישן לחץ זה מתוכנן לעבודה בתנאים לחים ורטובים, ומסוגל למדוד לחץ נמוך במדויק ביחס ללחץ האטמוספירי.
הוא מצויד במנגנון שמונע חדירת מים לחלקים האלקטרוניים, ומאפשר ביצוע פעולה אמינה בסביבות מאתגרות.
מתמרי לחץ הפרשיים
מתמרים אלו מודדים את הפרש הלחץ בין שתי נקודות במערכת נוזל או גז, וממירים את ההפרש לאות חשמלי.
הם משמשים לניטור ובקרה של תהליכים תעשייתיים, ויסות זרימת אוויר ונוזלים, ומדידת לחץ במכשירים רפואיים.
חיישן לחץ הפרשי רטוב
חיישני לחץ הפרשי מסוג רטוב מותאמים ליישומים תובעניים במיוחד, כגון שימושים צבאיים, תעופה וחלל, פלטפורמות ימיות ותחנות שאיבה של מדחסים. חיישנים אלו מספקים ביצועים גבוהים בתנאי סביבה קשים, בזכות מבנה עמיד ותכונות מתקדמות.
לחיישן זה יש שתי יציאות: P1 שמיועדת ללחץ גבוה, ו-P2 שמיועדת ללחץ נמוך. הם מסוגלים למדוד לחצים נמוכים במיוחד, כמו עשרות PSI ביציאת P1 כאשר יציאת P2 מאווררת לאטמוספירה. בנוסף, הם יכולים למדוד טווחים קטנים כמו 0-5 אינץ’ עמודת מים (0-13 מיליבר).
כלומר, אין צורך במנגנונים חיצוניים
ייחוד חיישנים אלו מייתר את הצורך במנגנונים חיצוניים כמו Gore-Tex או צינורות אוורור, שכן הם מצוידים בדיאפרגמות מתכתיות משני הצדדים, המספקות איטום מלא כנגד המדיה. החיישן מספק הגנה מרבית לאלקטרוניקה הרגישה הנמצאת ביציאה P2 בזכות דיאפרגמת הברזל המונעת חדירת נוזלים.
עם הירידה בעלויות של חיישנים מסוג זה, השימוש בהם הולך ומתרחב ביישומים כמו מכלים מעל פני הקרקע, מחוללי קיטור, מערכות ימיות ופרויקטים המתקיימים בים.
בשורה התחתונה, חיישני לחץ הם חלק בלתי נפרד מעולם המדידה והבקרה – הם מהותיים למגוון יישומים
מתעשייה ועד תחבורה וטכנולוגיה רפואית, היכולת לבחור חיישן לחץ שהכי מתאים לצרכים שלכם – קריטית לביצוע מדויק של מדידות ויעילות בתהליכי עבודה.
כך שאם אתם מחפשים פתרונות מדידה מתקדמים, המומחים של רונאר זמינים לספק לכם את ההכוונה למוצרים איכותיים שיתאימו לדרישות שלכם. חיישני הלחץ שלנו מספקים פתרונות מושלמים לכל צורך — כי למדידה מדויקת אין תחליף!