圧力センサーとは: 種類と用途
A 圧力センサー 気体または液体の圧力を測定するために使用されるデバイスです。圧力を監視、記録、または分析できる電気信号に変換します。圧力センサーは、産業オートメーション、医療機器、自動車システム、環境モニタリングなど、さまざまなアプリケーションで使用されます。
圧力センサーはどのように機能するのでしょうか?
圧力センサーは通常、 検出素子 フォルダーとその下に 信号処理装置センシング要素は圧力の変化を検出し、それを電気信号に変換します。この信号は処理され、表示システム、制御ユニット、またはデータ収集システムに送信されます。
主な動作原理は、使用される圧力センサーの種類によって異なり、抵抗性、静電容量性、圧電性、または光学的検知メカニズムが含まれる場合があります。
圧力センサーの種類
圧力センサーは、測定する圧力の種類と動作原理に基づいて分類できます。
1. 圧力の種類による分類
- 絶対圧力センサー: 完全な真空（ゼロ基準）に対する圧力を測定します。
- ゲージ圧センサー: 大気圧に対する圧力を測定します（例：タイヤ圧力センサー）。
- 差圧センサー: 2 つの圧力の差を測定します (例: 流量測定システム)。
- 密閉型圧力センサー絶対圧力センサーに似ていますが、真空ではなく固定圧力を参照します。
2. センシング技術による分類
- ひずみゲージ圧力センサーひずみゲージを使用して、圧力下でのダイヤフラムの変形を測定します。
- 静電容量式圧力センサー: 圧力下でのダイヤフラムの動きによる静電容量の変化を測定します。
- 圧電圧力センサー圧力をかけると電荷を発生する圧電材料を活用します。
- 光学式圧力センサー: 光の透過または反射の変化を通じて圧力の変化を検出します。
- MEMS（微小電気機械システム）圧力センサー: 高感度と電子システムとの統合を実現する小型センサー。
Winsen 圧力センサー ソリューション
拡散シリコン圧力センサー
| 画像 | モデル | 電源 | 出力 | 検出範囲 | 非線形 | 圧力リファレンス | 動作温度 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
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WPAK70 | 1.5mA | mV | -100kPa～0～10kPa…10MPa | ≤±0.3％FS | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | -40℃〜120℃ |
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WPAK69 | 1.5mA | mV | -100kPa～0～10kPa…10MPa | ≤±0.3％FS | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | -40℃〜120℃ |
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WPAK68 | 1.5mA | mV | -100kPa～0～10kPa…100MPa | ≤±0.3％FS | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | -40℃〜120℃ |
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WPAK67 | 1.5mA | mV | 0～10kPa…2.5MPa | ≤±0.3％FS | 差圧 | -40℃〜120℃ |
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WPAK66 | 1.5mAまたは10V | mV | 6MPa…60MPa | ≤±0.3％FS | 密閉ゲージ圧力 | -40℃〜120℃ |
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WPAK65 | 1.5mAまたは10V | mV | -100kPa～0～10kPa…16MPa | ≤±0.3％FS | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | -40℃〜120℃ |
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WPAK64 | 1.5mAまたは10V | mV | -100kPa～0～10kPa…25MPa | ≤±0.3％FS | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | -40℃〜120℃ |
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型番 | 1.5mA | mV | -100kPa～0～10kPa…100MPa | ≤±0.3％FS | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | -40℃〜120℃ |
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WPAK63 | 1.5mAまたは10V | mV | -100kPa～0～10kPa…100MPa | ≤±0.3％FS | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | -40℃〜120℃ |
セラミック圧力センサー
| 画像 | モデル | 電源 | 出力 | 検出範囲 | 非線形 | 動作温度 |
|---|---|---|---|---|---|---|
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ＷＰＡＨ０１ | 2-20V | mV | 0...200kPa...40MPa | ≤±0.3％FS | -40℃-125℃ |
プラスチックシール圧力センサー
| 画像 | モデル | 検出範囲 | テスト媒体 | 出力 | 最大動作温度範囲 |
|---|---|---|---|---|---|
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WPAS12 | 15〜115Kpa | 乾燥した非腐食性ガス | デジタル信号とアナログ信号 | -40°〜125° |
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WPAS02 | 10kPa〜100kPa | 乾燥した非腐食性ガス | デジタル信号とアナログ信号 | -20°〜80° |
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WPAS01 | 10kPa〜100kPa | 乾燥した非腐食性ガス | デジタル信号とアナログ信号 | -40°〜125° |
拡散シリコン圧力伝送器
| 画像 | モデル | 検出範囲 | 出力 | 圧力リファレンス | 接続 | リードアウト方式 | 精度 | シェル素材 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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WPCK81 | 0～1m…5m…200mH₂O | 4-20mA、RS485 | ゲージ圧 | 各種スレッド | ケーブルおよびその他の形式 | ±0.5%FS(範囲 > 1m); ±1%FS（範囲 = 1m） | ステンレス鋼 |
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WPCK62 | 0～35kPa…25MPa | 4-20mA（オプション） | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | 各種スレッド | ケーブルおよびその他の形式 | ±0.5％FS | ステンレス鋼 |
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WPCK08（防爆） | 0～200mH₂O | 4-20mA、RS485 | ゲージ圧 | 各種スレッド | ケーブルおよびその他の形式 | ±0.5％FS | ステンレス鋼 |
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WPCK07 | -100kPa～0～10kPa…100MPa | 4-20mA, 0.5-4.5V, 0-5V, 1-5V, 0-10V, 1-10V | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | 各種スレッド | ケーブルおよびその他の形式 | ±0.5％FS | ステンレス鋼 |
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WPCK05 | -100kPa～0～10kPa…100MPa | 0.5-4.5V, 0-5V, 1-5V, 0-10V, 1-10V | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | 各種スレッド | ケーブルおよびその他の形式 | ±0.5％FS | ステンレス鋼 |
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WPCK03 | -100kPa～0～10kPa…100MPa | I²C、4-20mA、0.5-4.5Vなど | ゲージ圧/絶対圧/密閉ゲージ圧 | 各種スレッド | ケーブルおよびその他の形式 | ±0.2%FS、±0.5%FS（カスタマイズ可能） | ステンレス鋼 |
セラミック圧力トランスミッター
| 画像 | モデル | 検出範囲 | 出力 | 接続 | リードアウト方式 | 精度 | シェル素材 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
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WPCH04 | 0-0.2MPa-……-40MPa | 0.5～4.5V（カスタマイズ可能） | 各種スレッド | ケーブルおよびその他の形式 | 0.1%FS（デフォルト） | ステンレス鋼 |
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WPCH01 | 0.2-5MPa | 4-20mA, 0/1-5/10V, 0.5-4.5V (Customizable) | 各種スレッド | ケーブルおよびその他の形式 | 0.1%FS、0.2%FS、0.5%FS、1.0%FS、2.0%FS（デフォルト）、5.0%FS | ステンレス鋼 |
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WPBR01 販売価格 | 2bar〜400bar（カスタマイズ可能） | 比例電圧出力、0.5～4.5V（カスタマイズ可能） | 各種スレッド | ケーブルおよびその他の形式 | 0.5%、1%、2%（デフォルト）、3% | ステンレス鋼 |
ガラスマイクロフュージング圧力トランスミッター
| 画像 | モデル | 検出範囲 | 出力 | 接続 | リードアウト方式 | 精度 | シェル素材 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
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WPCK89 | 0～100、0～150、0～250、0～500 psig | デジタル信号とアナログ信号 | 各種スレッド | ケーブルおよびその他の形式 | ±1％FS | ステンレス鋼 |
圧力センサーの応用例
圧力センサーは多くの業界で重要な役割を果たしています。最も一般的な用途は次のとおりです。
1。 産業用アプリケーション
- プロセス制御製造プロセスにおける圧力の監視と制御。
- HVACシステム暖房、換気、空調システムにおける空気とガスの圧力を調節します。
- 石油・ガス産業: パイプラインおよび掘削作業における圧力の測定。
2.自動車産業
- タイヤ空気圧監視システム (TPMS): 安全なタイヤ空気圧レベルを確保します。
- エンジン制御システム: 最適なエンジン性能を得るために燃料と油圧を監視します。
- 油圧および空圧システム: ブレーキとサスペンションシステムを制御します。
3. 医療およびヘルスケアアプリケーション
- 血圧モニター: 血圧計やウェアラブル健康機器に使用されます。
- 人工呼吸器と麻酔器: 医療機器内の空気およびガスの圧力を調節します。
- 輸液ポンプ: 医療処置における正確な体液供給を保証します。
4. 環境モニタリング
- 気象ステーション: 天気予報のための気圧測定。
- 水位モニタリング: 貯水池や地下水の水圧の変化を検出します。
- 航空宇宙および航空: 航空機の客室内の気圧と高度を監視します。
圧力センサーを選択する際に考慮すべき要素
適切な圧力センサーの選択は、次のようないくつかの要因によって決まります。
- 圧力範囲: 動作圧力範囲はアプリケーションの要件と一致する必要があります。
- 精度: 高精度のアプリケーションでは、測定誤差に対する許容度を低くする必要があります。
- 反応時間: 動的な環境では、応答時間の高速化が重要です。
- 使用温度一部のセンサーは極端な温度に耐えられるように設計されています。
- 出力信号タイプ: センサーはアナログ信号 (電圧、電流など) またはデジタル信号 (I2C、SPI など) を出力できます。
- 耐久性と信頼性: ほこり、湿気、振動などの環境要因に対する耐性。
圧力センサーの利点
- 高精度と信頼性: 医療や産業システムなどの重要なアプリケーションに不可欠です。
- コンパクトで軽量MEMS ベースのセンサーは特に小型で効率的です。
- 幅広いアプリケーション: 家電製品から航空宇宙まであらゆる分野で使用されています。
- 安全性の向上: 機器の故障を防止し、運用の安全性を確保します。
- 自動化とスマートコントロール: 産業および自動車システムにおけるリアルタイムの監視と自動化を可能にします。
圧力センサーの課題と限界
利点があるにもかかわらず、圧力センサーにはいくつかの制限があります。
- 校正要件: 精度を維持するために、センサーを定期的に校正する必要があります。
- 環境への配慮: 極端な温度、湿度、振動はパフォーマンスに影響を与える可能性があります。
- 時間の経過によるドリフト: 一部のセンサーでは信号ドリフトが発生するため、再調整または補正が必要になります。
- コストの検討高精度センサーは、特に特殊な用途では高価になることがあります。
圧力センサー技術の将来動向
センサー技術の進歩により、圧力センサーはより高度になり、スマート システムと統合されるようになっています。今後の傾向は次のとおりです。
- ワイヤレスとIoTの統合: リモート監視およびデータ収集のためのワイヤレス接続を備えたセンサー。
- 小型化とMEMS技術: ウェアラブルおよびモバイル アプリケーション向けの、より小型で効率的なセンサー。
- 素材と耐久性の向上: 耐久性と性能を向上させる先進素材の使用。
- 人工知能と予知保全: 予測メンテナンスと早期障害検出のための AI 駆動型データ分析。
結論
圧力センサーは、幅広い用途で正確な測定を可能にする、現代のテクノロジーに不可欠なコンポーネントです。産業オートメーション、ヘルスケア、自動車、環境モニタリングなど、これらのセンサーは安全性、効率性、イノベーションに貢献します。センサー技術の継続的な進歩により、圧力センサーはさまざまな業界で重要な役割を果たし続け、よりスマートで自動化されたシステムを推進します。
