ข่าว บริษัท เกี่ยวกับ ควรเลือกเซ็นเซอร์วัดความดันและอัตราการไหลอย่างไร?

ควรเลือกเซ็นเซอร์ความดันและการไหลอย่างไร?

ทั้งเซ็นเซอร์ความดันและเซ็นเซอร์การไหลสามารถใช้ในการวัดอัตราการไหลของอากาศ

ในหลายแอปพลิเคชันเซ็นเซอร์ทั้งสองประเภทมักจะใช้ร่วมกับอุปกรณ์ จำกัด การไหลเพื่อสร้างความแตกต่างของความดัน เซ็นเซอร์ "การไหลของอากาศ" บางตัวเรียกว่าเซ็นเซอร์ "ความดันแตกต่าง" เนื่องจากวิธีการสอบเทียบมากกว่าใช้เทคโนโลยีภายใน คำอธิบายต่อไปนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อชี้แจงความแตกต่างระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสองประเภทนี้อธิบายความแตกต่างของพวกเขาและระบุว่าประเภทใดที่เหมาะสมกว่าสำหรับแอปพลิเคชันที่เฉพาะเจาะจง

เซ็นเซอร์การไหลของอากาศคืออะไร?

ในแง่ที่ง่ายที่สุดเซ็นเซอร์การไหลของอากาศที่รู้จักกันอย่างแม่นยำมากขึ้นว่าเป็นเซ็นเซอร์การไหลของมวลอากาศเป็นอุปกรณ์ที่มีพอร์ตความดันสองพอร์ตซึ่งก๊าซไหลไปยังพอร์ตอื่น (ดูรูปที่ 1) ภายในเซ็นเซอร์มีองค์ประกอบการเหนี่ยวนำที่มีพื้นผิวอุ่น เมื่อก๊าซไหลผ่านองค์ประกอบการตรวจจับความร้อนจะถูกถ่ายโอนจากต้นน้ำไปยังปลายน้ำ สิ่งนี้สร้างความไม่สมดุลทางความร้อนตามสัดส่วนของมวลของวัสดุที่ไหลซึ่งสามารถวัดได้โดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์

เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่าเซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลของมวลภายใต้สภาวะมาตรฐานไม่ใช่ปริมาณก๊าซจริงที่ผ่าน แม้ว่าเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่จะชดเชยอิทธิพลของอุณหภูมิ แต่การเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศอาจส่งผลต่อความหนาแน่นของก๊าซ นอกจากนี้เซ็นเซอร์การไหลของมวลต้องได้รับการสอบเทียบสำหรับส่วนผสมของก๊าซเฉพาะเนื่องจากก๊าซที่แตกต่างกันมีคุณสมบัติทางความร้อนที่แตกต่างกัน

ปรับเทียบเซ็นเซอร์การไหลของมวลเพื่อให้เอาต์พุตของมันเป็นสัดส่วนกับความดันลดลงระหว่างพอร์ตทั้งสองเพราะมันเป็นความดันลดลงอย่างแม่นยำที่ขับเคลื่อนการไหลผ่านเซ็นเซอร์ สิ่งนี้อาจทำให้เกิดความสับสนเนื่องจากเซ็นเซอร์เหล่านี้มักจะขายเป็นเซ็นเซอร์ความดันที่แตกต่างกันในขณะที่เทคโนโลยีภายในของพวกเขากำลังวัดการไหล

เซ็นเซอร์ความดันที่แตกต่างคืออะไร?

เซ็นเซอร์ความดันเชิงอนุพันธ์แบบดั้งเดิมยังมีพอร์ตความดันสองพอร์ต อย่างไรก็ตามไม่มีการไหลของก๊าซระหว่างพอร์ตทั้งสองนี้ ในทางตรงกันข้ามมีไดอะแฟรม MEMS ระหว่างพอร์ตทั้งสองสำหรับการวัดความแตกต่างของความดัน การเบี่ยงเบนของไดอะแฟรมวัดโดยอุปกรณ์ piezoresistive ที่ฝังอยู่ในเวเฟอร์ซิลิคอนและวงจรอิเล็กทรอนิกส์จะแปลงสิ่งนี้เป็นสัญญาณเอาต์พุต

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซ็นเซอร์ความดันและเซ็นเซอร์การไหลคุณภาพอากาศ

เส้นทางไหล

ความแตกต่างที่ชัดเจนที่สุดระหว่างเซ็นเซอร์การไหลของแรงดันและเซ็นเซอร์การไหลของมวลอยู่ในที่ที่มีหรือไม่มีเส้นทางการไหลของก๊าซ เพื่อให้เซ็นเซอร์การไหลของมวลทำงานอย่างถูกต้องจะต้องมีก๊าซผ่านมัน ข้อ จำกัด ใด ๆ ในช่องทางการไหลเช่นสิ่งสกปรกหรือของเหลวจะเปลี่ยนความต้านทานต่ออากาศพลศาสตร์ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อเอาท์พุท ในทางตรงกันข้ามเซ็นเซอร์ความดันเป็น "จุดจบ" การไหลของก๊าซเพียงอย่างเดียวในระบบท่อส่งก๊าซจำนวนเล็กน้อยที่เกิดจากการบีบอัดหรือการขยายตัวของก๊าซภายใต้แรงดันสูง สิ่งสกปรกหรือของเหลวในระบบไปป์ไลน์จะทำให้เกิดความแตกต่างออกไปเมื่อท่อถูกบล็อกเกือบทั้งหมด การปนเปื้อนในช่องทางไหลในที่สุดก็ยึดติดกับพื้นผิวด้านในของเซ็นเซอร์การไหลของมวลและอาจส่งผลกระทบต่อการถ่ายเทความร้อนไปยังองค์ประกอบการตรวจจับซึ่งส่งผลต่อการส่งออก

ควรใช้เซ็นเซอร์การไหลของอากาศเมื่อก๊าซที่ผ่านมันไม่มีมลพิษ

คุณภาพและความละเอียด

เนื่องจากเซ็นเซอร์การไหลของมวลเป็นอุปกรณ์ thermosensitive จึงมีความเสถียรมากกว่าเซ็นเซอร์ความดันตามความเครียดที่ศูนย์การไหล (หรือความแตกต่างของความดันศูนย์) อย่างไรก็ตามโหมดความล้มเหลวที่กล่าวถึงข้างต้นจะส่งผลกระทบต่อความชันของเอาต์พุตเซ็นเซอร์ โหมดความล้มเหลวทั้งหมดของเซ็นเซอร์ความดันมีแนวโน้มที่จะส่งผลต่อการชดเชยความดันเป็นศูนย์ของอุปกรณ์ ความชันของเซ็นเซอร์ความดันไม่ค่อยเปลี่ยนแปลง นอกจากนี้เอาท์พุทขององค์ประกอบการตรวจจับของเซ็นเซอร์การไหลของมวลที่อัตราการไหลต่ำนั้นสูงกว่าที่อัตราการไหลสูง ซึ่งหมายความว่าแม้ว่าเอาต์พุตจะได้รับการแก้ไขเป็นสัญญาณเชิงเส้นความละเอียดของเซ็นเซอร์การไหลของมวลในอัตราการไหลที่ต่ำมากจะยังคงดีกว่าที่อัตราการไหลสูง เอาต์พุตของเซ็นเซอร์ความดันอยู่ใกล้กับเส้นตรงตามธรรมชาติภายในช่วงการทำงานดังนั้นความละเอียดจะไม่เปลี่ยนแปลง

เมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์ความดันที่เทียบเท่าเซ็นเซอร์การไหลของมวลมีความละเอียดและความเสถียรที่ดีกว่าในอัตราการไหลที่ต่ำมาก

ทรัพย์สินต่อต้านมลพิษ

การปนเปื้อนในช่องสัญญาณสามารถส่งผลกระทบต่อเอาต์พุตของเซ็นเซอร์การไหลของมวลในรูปแบบต่าง ๆ แม้ว่าเลเยอร์ที่บางมากของของเหลวหรือสิ่งสกปรกจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวขององค์ประกอบการตรวจจับมันจะรบกวนการถ่ายเทความร้อนและทำให้เกิดข้อผิดพลาดความลาดชัน นอกจากนี้หากเซ็นเซอร์ถูกใช้ในการกำหนดค่าบายพาสดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ปัจจัยใด ๆ ที่เพิ่มความต้านทานการไหลในท่อจะส่งผลต่อผลการวัด เมื่อท่อถูกอุดตันจำเป็นต้องใช้ความดันเพิ่มเติมเพื่อให้อัตราการไหลเดียวกันผ่านซึ่งจะเปลี่ยนความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลและความดัน ในทางตรงกันข้ามแทบจะไม่มีการไหลของอากาศในท่อของเซ็นเซอร์ความดันที่แตกต่างกัน การเคลื่อนไหวเพียงอย่างเดียวคือปริมาณอากาศเล็กน้อยและไอเสียเพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงแรงดัน ท่อที่อุดตันอย่างรุนแรงอาจทำให้เกิดปัญหาการตอบสนองความถี่ในแอปพลิเคชันความถี่สูง อย่างไรก็ตามผลลัพธ์ของเซ็นเซอร์จะถูกต้อง โดยใช้เซ็นเซอร์ความดันและเซ็นเซอร์การไหลของอากาศมวลสำหรับการวัดเดียวกันพร้อมกันสามารถสร้างระบบที่แทบจะไม่สามารถป้องกันได้ เนื่องจากโหมดความล้มเหลวส่วนใหญ่ในเซ็นเซอร์ความดันจะส่งผลกระทบต่อการชดเชยในขณะที่โหมดส่วนใหญ่ในเซ็นเซอร์การไหลจะส่งผลกระทบต่อความลาดชันจึงไม่น่าเป็นไปได้ที่อุปกรณ์ทั้งสองนี้จะล้มเหลวพร้อมกันในลักษณะเดียวกัน

ความชันของเซ็นเซอร์ความดันจะมีความเสถียรมากกว่าเซ็นเซอร์การไหลของอากาศมวลและมีโอกาสน้อยที่จะได้รับผลกระทบจากการปนเปื้อน

เทคโนโลยีการสอบเทียบอัตโนมัติแบบไม่มีจุด

Automatic Zeroing เป็นเทคโนโลยีการสอบเทียบเซ็นเซอร์ความดันตามเอาต์พุตการสุ่มตัวอย่างภายใต้เงื่อนไขการอ้างอิงที่รู้จักซึ่งช่วยให้สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดเอาต์พุตภายนอกเพิ่มเติมรวมถึงข้อผิดพลาดออฟเซ็ตออฟเซ็ตที่เกิดจากผลกระทบความร้อน (การเปลี่ยนแปลงชดเชย) และชดเชยดริฟท์ หากเทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้ในแอพพลิเคชั่นมันจะเป็นวิธีง่ายๆในการได้รับข้อดีของเซ็นเซอร์ความดันในขณะที่หลีกเลี่ยงปัญหาของเซ็นเซอร์การไหลของมวล

การใช้พลังงาน

เครื่องทำความร้อนในเซ็นเซอร์การไหลของมวลต้องใช้ไฟฟ้าเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้องและต้องใช้เวลาสั้น ๆ ในการเปิดและรักษาเสถียรภาพ ในทางตรงกันข้ามสะพาน Wheatstone ความต้านทานอย่างง่ายในเซ็นเซอร์ความดันส่วนใหญ่ใช้กระแสไฟฟ้าน้อยกว่ามากและสามารถรักษาเสถียรภาพได้อย่างรวดเร็ว เซ็นเซอร์การไหลทั่วไปอาจต้องใช้กระแส 10 mA ถึง 15 mA ในขณะที่เซ็นเซอร์ความดันที่มีประสิทธิภาพเดียวกันต้องการเพียง 2 mA เอาต์พุตของเซ็นเซอร์ความดันมักจะยังคงมีความเสถียรภายในช่วง 2 มิลลิวินาทีหรือน้อยกว่าในขณะที่เซ็นเซอร์การไหลอาจต้องใช้ 35 มิลลิวินาที สิ่งนี้จะช่วยลดประสิทธิภาพของกลยุทธ์การขี่จักรยานแหล่งจ่ายไฟที่นำมาใช้เพื่อการอนุรักษ์พลังงาน

เซ็นเซอร์ความดันมักจะเป็นที่ต้องการในการใช้งานพลังงานต่ำ

การตอบสนองความถี่

องค์ประกอบการตรวจจับของเซ็นเซอร์ความดันเป็นไดอะแฟรมเชิงกล มันมักจะมีความถี่สูงกว่า 10 kHz ในการใช้งานจริงการตอบสนองของเซ็นเซอร์มักจะ จำกัด อยู่ที่ประมาณ 1 kHz ที่จัดทำโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในทางตรงกันข้ามเซ็นเซอร์การไหลเวียนของอากาศตอบสนองอย่างช้าๆเพื่อเปลี่ยนการไหลของอากาศอย่างรวดเร็วและมีแนวโน้มที่จะเฉลี่ยการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว - จำความแตกต่างในช่วงเวลาอุ่น มันยากกว่าเล็กน้อยที่จะหาปริมาณการตอบสนองความถี่ของเซ็นเซอร์การไหลของมวลอย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตามในกรณีส่วนใหญ่อาจต่ำกว่า 100 เฮิร์ตซ์ ความแตกต่างนี้อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพในแอปพลิเคชัน