Pomiar Ciśnienia.
Pomiar ciśnienia polega na pomiarze sił wywieranych przez ciecze lub gazy na daną powierzchnię. Jednostką ciśnienia w układzie jednostek SI jest Pascal (Pa) 1Pa = 1N/1m2 . Dokonywane pomiary mają charakter względny (są odniesione do ciśnienia atmosferycznego). Przyrządy do pomiaru nadciśnienia nazywamy - manometrami, do pomiaru podciśnienia - wakuometrami, a do pomiaru ciśnienia absolutnego (odniesionego do próżni) - barometrami.
W manometrach cieczowych ciśnienie lub różnica ciśnień zostaje przetworzona na różnicę poziomów cieczy. Do najprostszych manometrów cieczowych zaliczamy rurkę dwuramienną w kształcie litery U, która jest częściowo wypełniona cieczą (np. woda, olej, rtęć, alkohol). W ramieniu, w którym istnieje niższe ciśnienie poziom cieczy będzie wyższy, równoważąc swoim ciężarem różnicę ciśnienia w obu ramionach rurki. Różnica poziomów h w obu ramionach jest proporcjonalna do gęstości cieczy. Gdy np. zatopimy jedno z ramion przy zachowaniu w nim próżni to otrzymamy manometr służący do pomiaru ciśnienia absolutnego (barometr). Zakres pomiaru tego typu manometru wynosi od 0 do 100kPa. Różnicę ciśnień odczytuje się bezpośrednio na podziałce naniesionej na rurkę lub zostaje ona zamieniana na ruch pływaka.
Manometr cieczowy: 1- różnicowy, 2 - barometr, 3- pływakowy
W manometrach tego typu ciśnienie zostaje przetworzone na przesunięcie. W rurce Bourdona wykorzystana jest tendencja rurki o płaskim przekroju do prostowania się, gdy ciśnienie na zewnątrz jest niższe niż wewnątrz. Jeden z końców rurki jest unieruchomiony, a przesunięcie końca swobodnego jest miarą ciśnienia. Manometry te posiadają liniowe charakterystyki statyczne w szerokim zakresie. Należy jednak tak dobierać zakres pomiaru by zapobiegać przekraczaniu zakresu odkształceń sprężystych. Przekroczenie tego zakresu powoduje uszkodzenie manometru. Pomiaru odkształceń elementów sprężystych manometru mierzy się za pomocą czujników przesunięcia.
Elementy sprężyste do pomiaru ciśnienia: 1 - rurka Bourdona, 2 - mieszek.
Półprzewodnikowe czujniki ciśnienia w zależności od konstrukcji pozwalają na pomiar ciśnienia absolutnego, względnego i różnicy ciśnień. Jeżeli chodzi o zakres pomiarowy to produkuje się elementy przeznaczone do pomiaru podciśnienia, ciśnienia normalnego (ciśnienie bliskie ciśnieniu atmosferycznemu) lub wysokiego. W elementach tych zmiana wydłużenia elementu jest przekształcana na zmianę rezystancji lub pojemności czujnika. Do pomiaru ciśnienia wykorzystywane są głównie elementy, w których sygnałem elektrycznym czujnika jest wybrany parametr elektryczny samej membrany lub tensometru naklejonego na membranę. Powszechnie stosowane są czujniki w postaci układów scalonych. Napięcie wyjściowe takiego czujnika jest proporcjonalne do mierzonej wartości ciśnienia. Ich charakterystyka przetwarzania silnie zależy od temperatury. Dlatego w układach pomiarowych, w których są wykorzystywane należy zawsze stosować jej kompensację. Niektóre z układów scalonych zawierają dodatkowo element termoczuły, który służy do wewnętrznej kompensacji temperatury. W niektórych przypadkach zaciski elementu termoczułego są wyprowadzone na zewnątrz układu i wówczas można dokonać kompensacji zewnętrznej. Przetworniki scalone posiadają duże napięcie niezrównoważenia, które musi zostać skompensowane w układzie pomiarowym.
Układ pomiarowy ze scalonym czujnikiem ciśnienia