Premsentilo

Premsentilo , aŭ premsensilo, estas mezurilo, per kiu oni mezuras premojn. Premomezurado formas gravan grupon. Ofte prem- kaj premdiferencmezuradoj rekte estas gravaj parametroj en la regulata procezo. Aliflanke, multe da fizikaj grandoj povas esti mezurataj sur bazo de prem- aŭ premdiferencmezuradoj, kiel mezuradoj de nivelo, fluo kaj temperaturo.

Difinoj kaj komprenaĵoj

Premo estas difinita kiel "La forto kiu enlaboras sur difinita surfaco":

P = F/S

Je la unua rigardo ĝi estas klara difino. Estas pli malfacile se mi volas enkalkuli la punkton en spaco aŭ, por ni sur la tero, la atmosferon. Ĉiu objekto sur la tero spertas la atmosferpremon. Ĉe donita forto F sur surfaco S, estiĝas premo kiu, kune kun la atmosferpremo formas rezultanton. Tiam estas necese ke dum la mezurado de premo oni ĉiam denuncu la referencon, rilate al kiu oni faras la mezuradon. La subestaranta figuro donas la diversajn eblecojn. La nigra punkto ĉiam denuncas la referencon. La sago denuncas la efektivan premon.

La vakua premo estas difinita kiel la mezuro de subpremo en procentoj de vakuo. La atmosferpremo estas: 0 % vakuo. La absoluta nulpremo estas: 100 % vakuo.

La hidrostatika premo estas, kiel analogio kun la kolono de aero, kiu premas sur ĉiu surfacunuo de tero, la premo kiu fluidkolono ellaboras sur la vandoj kaj fundo de kolono. Tiel hidrargkolono en tubo ellaboros hidrostatikan premon kiu estas en ekvilibro kun la atmosferpremo. La longo de hidrargkolono estas mezuro de la hidrostatika premo ĉe la malsupro de kolono kaj, ĉiokaze, de la atmosferpremo. Tiamaniere oni povas facile mezuri la atmosferan premon.

Ĝis nun estis nur priskribitaj statikajn premojn, nome, premoj kaŭzitaj per kvietecoj substancoj. Dinamika premo estiĝas per konsekvenco de flurapideco (kineta energio) de fluido.

Unuoj

Ĉar premo povas manifestiĝi en multe da diversaj formoj, ekzistas ankaŭ multe da diversaj premunuoj. La oficiala SI-unuo por premo estas Paskalo: Pa = [ N / m² ]. El ĉi tiu estas derivita la unuo bar = 100.000 Pa aŭ 10 N / cm². Plue, 1 atm esprimas la atmosferpremon kiu egalas 760 mmHg (mm-hidrargkolono) Subpremo kaj vakua premo estas esprimita en mbar, % aŭ mmHG = Torr. Fine, en la aro de pneŭmatika tekniko la unuo PSI (Pounds per Square Inch) estas ofta uzata. La subestaranta tabulo donas la transkalkulfaktorojn inter la diversaj unuoj.

Fluida manometro

U-tuba manometro

Aparato, servanta por mezuri la premon de fluido, nomoiĝas manometro. La alto de fluida kolono aŭ la diferenco inter la altoj de du fluidaj kolonoj estas uzataj por mezuri la premon. Oni nomas tiajn manometrojn, U-tubaj manometroj.

Se fluido estas en malferma U-forma tubo, la nivelo de fluido estos egala en ambaŭ kruroj de tubo. Dum aplikado de premo sur unu kruro, la nivelo en ĉi tiu kruro malleviĝos kaj samtempe en la alia kruro la nivelo leviĝos. La diferenca alto estas en proporcio kun la premo kaj la denso de likvaĵo.

Fortadiciantaj aparatoj

Meĥanikaj- kaj elektromeĥanikaj premsensiloj uzas elastan elementon kaj estas nomita fortadicianta aparato. Ĉi tiu aparato ŝanĝas formon laŭ aplikado de premo.

La ŝanĝo de formo tiamaniere ŝanĝiĝos al translacio. Se la elasta elemento estas ligita kun indikatoro, ni ricevas rektan premindikaton. Plej ofte tamen estas aplikita elektronika mezurtransformado. La elektronikaj sendiloj konsistas el elektra detektsistemo, elektronika amplifikatoro, elektraj dratoj por transportado de signalo kaj elektronika komputilo kiu prezentas la alto de signalo sur la ekrano aŭ rekte uzas la informacion por stiras la regulagon. Deteksistemo povas esti per potencmezuraj, kapacitaj kaj induktaj(ekz. LVDT) metodoj. Plue ekzistas ankaŭ la piezelektraj kaj piezrezistaj sondiloj. La figuro donas la aranĝadon de premmezuro bazita sur reluktanta transformado.

Duonkonduktanta aŭ piezrezista premsensiloj

La agado de ĉi tiuj sensiloj estas bazita sur la piezrezista konduto de duonkonduktantoj: sekve premo sur la duonkonduktanta materio estiĝas forŝoviĝon de atomoj kiu iras kune ŝanĝo de rezisto. En duonkonduktantoj ĉi tiu piezrezista efekto estas centoble pli granda ol la ŝanĝo de rezisto sekve la aliformigo. La kerno de ĉi tiu sensilo konsistas el mezurĉelo konstruita el la sistemmikrocirkvito kaj silicimembrano en kiu estas integrita rezistirejeto. Tiuj irejetoj estas metita en Wheatstone-ponto kaj kurbiĝo de membrano sekve eksterna premo kaŭzas malekvilibron de pontocirkvito, kiu estas mezuro de ekstera premo. La k-faktoro estas ĉirkaŭ 120.

La ŝanĝo de rezisto estas anizotropa, t.e. ke la ŝanĝo estas dependita de la direkto en kiu la premo enlaboras sur la duonkonduktanta membrano. La rezistkoeficientoj povas esti pozitivaj aŭ negativaj kaj ili estas difinita i.a. per la diko kaj la surfaco de membrano kaj per la ordigo de rezistirejetoj. La subestaranta figuro donas ekzemplon de konstruaĵo.

Mekanika premsensilo

Kapacita premsensilo

La kapacita premsensilo ekzistas en diversaj versioj. Estas distingitaj senoleaj, oleplenigitaj, relativaj aŭ absolutaj diferencialaj (diferenc-) premsensiloj. La figuro donas la bazversion. Ĉi tiu premsensilo estas relativa aŭ absoluta senolea. La premsensilo konsistas el ceramikaj lamentoj sur kiuj estas survaporita ortavolo. La distanco inter la du lamentoj (la mezurmembrano kaj la bazo) estas ĉirkaŭ 25 μm. Per la premo la distanco inter la lamentoj plimalgrandiĝis donante kapacitplialtigon en proporcio kun la premo. La membranoj havas dikon kiu estas dependata de la prematingopovo. Ĝi estas de 0.2 mm al 1.6 mm. La senolea mezurprincipo havas tre malgrandan respondtempon.

Diferenciala kapacita premdiferencsensilo

Ĉi tiu premsensilo konsistas el du mezurĉambroj. Ili kunuzas malgrandan konektkanaleton kiu estas plenigita kun oleo. Per premaltaĵo sur unu flanko de sensilo, la membrano estos iom premata kaj la distanco inter la lamentoj plimalgrandiĝas donante mezureblan kapacitplialtigon. Samtempe la oletranslokado ĉe la alia flanko zorgas ke la membrano estas drivita eksteren, tiamaniere kaŭzas kapacitplimalaltigon. Ĉi tio fakto eblas diferencialan mezurprincipon. Aplikado de premo sur ambaŭ flankoj nur eblas mezuradon de premdiferenco. La sensilaranĝado eblas la aplikadon sub grandegaj statikaj premoj ĉe malgrandegaj prematingopovoj.

Vidu ankaŭ

• Barometro
• Diafragmo (hidraŭliko)
• Manometro
• Profundosensilo