מתמר לחיצה הוא מכשיר שמודד את לחץ הנוזל, שמציין את הכוח שהנוזל מפעיל על משטחים שנמצאים במגע איתו. מתמרי לחץ משמשים ביישומי בקרה רבים כגון זרימה, מהירות אוויר, מפלסים, מערכות משאבה או גובה.
למטרת חישוב הלחץ, מתמר לחיצה מכיל אספן כוח כגון דיאפרגמה גמישה שמתעוותת בעת לחץ ומרכיב התמרה שהופך דפורמציה זו לאות חשמלי. הצורה ושיטות ההעברות מותאמות לדרישות התהליך שנמדד.
איך עובד חיישן לחץ?
הסוגים הנפוצים ביותר של מתמר לחיצה כוללים אספן כוח כגון סרעפת גמישה ואלמנט התמרה שמשתמש בשיטת ההתנגדות, בשיטה קיבולית או אינדוקטיבית להפקת אות חשמלי. סוג המכשיר החשמלי שמשמש יקבע את הרכיבים המשמשים לבניית חיישן הלחץ.
מה מודד מתמר לחיצה?
מתמר לחיצה מודד לחץ. הוא משתמש בחיישן שממיר את החץ המופעל עליו לאותות חשמליים שמועברים לבקרים בהם הם מעובדים ונרשמים. מתמרי לחץ משתמשים במדי מתח כדי למדוד את הכוח המופעל עליהם. מדדי המתח עוברים עיוות שיוצר שינוי במתח שמיוצר על ידם. מדידת הלחץ מבוססת על מידת השינוי שנראית במתח.
קיימות גם גרסאות מתקדמות של מתמרי לחץ שמשתמשים בקיבולים או בחיישנים פיזואלקטריים במקום במדי המתח. הם נבחרים על פי הטווח, סביבת העבודה והדיוק הנדרש מחיישן הלחץ.
איך עובד משדר לחץ סטטי?
מתמר לחיצה סטטי מודד את לחץ הנוזל כשהוא במנוחה. מתמרי לחץ סטטיים הם מכשירי ניטור הלחץ הנפוצים ביותר. כשנוזל מפעיל לחץ על מתמר לחץ, החיישן שבתוכו מתעוות. דפורמציה זו מובילה לשינויים במתח. גודל השונות תואם את עוצמת הלחץ. ברגע שהלחץ משתחרר, מד המתח חוזר לצורתו המקורית.
מתמרי לחץ פיזואלקטריים הם דוגמאות למתמרי לחץ שאינם סטטיים או דינמיים. הם אינם מסוגלים למדוד לחץ סטטי, ובמקום זאת הם מודדים שונות לחץ בזמן אמת. מתמר לחיצה פיזוריסטיסטי טיפוזי משתמש במדי מתח שמתחברים לסרעפת גמישה כך שכל שינוי בלחץ גורם לעיוות קטן או למאמץ בחומר הסרעפת.
מתמר לחיצה קיבולי
למתמר לחץ קיבולי משתנה יש לוחית קיבולית ואלקטרודה נוספת קבועה למשטח נטול לחץ עם פער של מרחק מסוים בין הסרעפת לאלקטרודה. שינוי בלחץ מגדיל או מצמצם את הפער בין שני הלוחות, והקיבול משתנה. שינוי הקיבול הזה ממור בהמשך לאות שמיש.
מדידת לחץ
קיימים שלושה מדי לחץ מוגדרים למדידת לחץ. נכון שקיימים סוגים אחרים, כמו וואקום, אבל ניתן לסווג את כולם לשלוש קטגוריות. באמצעות חיישני לחץ מסוג הסרעפת, הכי קל להבין את לחץ ההתייחסות כלחץ שמופעל על הצד השני של הסרעפת מהתהליך שנמדד.
לחץ אבסולוטי, למשל, מודד את הלחץ ביחס לוואקום מושלם, תוך שימוש באפס מוחלט כנקודת ייחוס. מתמר לחיצה ברומטרי הוא דוגמה לכך, ויש גם מד אטום, כאשר האות מקוזז על מנת להתאים למד הלחץ בזמן הבנייה.