سنسورهای فشار ديافراگمی

دیافراگم ها معمولی ترین سازه های کشسان مورد استفاده در سنسورها و ترانسمیترهای فشار هستند. این وسایل را می توان به دو نوع عمده تقسیم کرد؛

  • دیافراگم های نازک یا ممبران (membrane) تحت فشار شعاعی که قسمتی از سنسورهای خازنی و سلفی را تشکیل می دهند
  • دیافراگم های ضخیم که در ترانسدیوسرهای مقاومتی و یا پیزوالکتریک به کار برده می شوند.

نوع دیافراگم نازک یا ممبران دارای بیشترین حساسیت است و می توان ازآن درکاربردهایی مثل اندازه گیری نوسانات فشار پایین سود جست. ساده ترین مثال آشنا از سنسور فشار نوع ممبران، میکروفن های خازنی است. برای اندازه گیری فشارهای بالاتر، صفحه نازک دایره ای که به اندازه کافی برای تحمل کرنش ها مقاوم باشد به کار برده می شود. در این حالت یا دور محیط صفحه دایره ای دو عدد حلقه محکم قرار می گیرد و یا اینکه کل این مجموعه از جنس ماده ای مقاوم، ماشین کاری می شود. از آنجایی که ارتباط بین فشار و انحراف کاملا خطی است، انحراف مرکز صفحه نبایستی از نصف ضخامت صفحه تجاوز کند.

ساختار دیافراگم 

دستگاه نشان داده شده در شکل زیر، فشار سنج تفاضلى یا دیفرانسیلی نام دارد و براى سنجش اختلاف فشار به کار مى رود.اين نوع فشار سنج از يک محفظه (قوطى) کاملاً آب بندى شده، با دو مجراى ورود فشار در دو طرف، تشکيل شده است. در وسط محفظه، ديافراگمی از جنس لاستيک يا ماده ارتجاعى ديگرى قرار دارد که در صورت وجود اختلاف فشار در دو طرف آن به طرفى که فشار کمترى دارد متمايل مى شود. با توجّه به شکل، فشار حاصل از گاز در سمت چپ ديافراگم بيشتر است لذا ديافراگم به طرف راست خم می شود. مانند شکل بالای صفحه، وسط ديافراگم به يک عقربه متصل است که حرکت (جابه جايى) ديافراگم را روى يک صفحه مدرج نشان می دهد. حدود فشارى که ديافراگم مى تواند تحمل کند بستگى به اندازه و ضخامت آن دارد. مثلاً براى سنجش اختلاف فشارهاى زياد نبايد از ديافراگم هاى نازک استفاده نمود. از آ نجايى که براى ساخت ديافراگم از موادى که قابليت ارتجاعى زياد دارند استفاده می شود، حتى اختلاف فشارهاى کم نيز جابجايى قابل ملاحظه اى در ديافراگم ايجاد مى کند. بدين ترتيب مى توان اختلاف فشارهاى بسيار جزيى را نيز اندازه گرفت.

ساختار محفظه سنسور دیافراگمی فشار تفاضلی یا دیفرانسیلی