Khi lựa chọn cảm biến áp suất khách hàng thường không để ý tới nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất mà thường chỉ quan tâm đến áp suất đầu vào là bao nhiêu bar , tín hiệu ngõ ra là 4-20mA hay 0-10V , kết nối ren loại gì G1/2″ hay là G1/4″ . Các thông số trên chỉ là thông số tối thiểu để chọn một con cảm biến áp suất , để biết được chi tiết cảm biến áp suất của mình đang sử dụng có phù hợp với yêu cầu kỹ thuật hay không chúng ta cần xem xét kỹ hơn về thông số kỹ thuật .
Sau đây Hoà xin chia sẻ với mọi người về nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất với màng bên trong một cách dể hiểu nhất
Sơ đồ cấu tạo của một con cảm biến áp suất thường gặp
Cảm biến áp suất có 3 loại hoạt động với ba nguyên lý khác nhau, cấu tạo khác nhau & dùng trong các môi trường khác nhau , trong bài viết này Hoà chỉ giới thiệu một loại cảm biến áp suất với nguyên lý màng nằm bên trong cảm biến . Loại này được dùng nhiều nhất trong công nghiệp .
Với hình vẽ trên chúng ta thấy được cảm biến được cấu tạo với housing bên ngoài thường làm bằng thép không rỉ , bên trong thì quan trọng nhất vẫn là lớp màng ( sensor ) sẽ thay đổi khi có áp lực tác động vào , sự thay đổi của màng được một vi mạch điện tử khuếch đại thành tín hiệu điện .
Màng của cảm biến sẽ thay đổi theo hướng áp suất vào
Với sơ đồ trên chúng ta có thể tưởng tượng rằng khí áp suất Dương ( + ) đưa vào thì lớp màng sẽ căng lên từ trái sang phải , còn khi đưa vào áp suất âm ( – ) thì lớp màng sẽ căng lên từ phải sang trái . Chính sự dịch chuyển này sẽ đưa tín hiệu về mạch sử lý và đưa ra tín hiệu để biết áp suất đưa vào là bao nhiêu .
Sơ đồ cấu tạo của lớp màng nằm bên trong cảm biến áp suất
Bên trên lớp màng này có các cảm biến rất nhỏ để cảm nhận được lực căng của màng tương ứng với ứng suất đầu vào . Hoà xin không đi chi tiết về cách tính lực quy đổi ra điện áp của của các cảm biến này vì nó còn phụ thuộc vào nguyên vật liệu của lớp màng , hãng sản xuất , độ chính xác …
Nguyên lý hoạt động của màng nằm bên trong cảm biến áp suất
Khi có áp lực đưa vào cảm biến thì lớp màng sẽ bị thay đổi theo tương ứng với lực đầu vào . Các cảm biến trên lớp màng sẽ so sánh sự thay đổi giữa lúc ban đầu và lúc có áp lực để biết được sự thay đổi này là bao nhiêu phần trăm ( % ) tương ứng với dãy đo . Các vi xử lý sẽ giải mã các tín hiệu điện và đưa về tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V tương ứng với áp suất đầu vào .
Với những kiến thức cơ bản của Hoà mong rằng sẽ giúp ích cho mọi người hiểu biết thêm về nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất .
Kỹ sư Cơ Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Mobi : 0937.27.55.66 – 0978.79.55.66
Mail : hoa.vntech@gmail.com
