低圧トランスデューサーの理解：機能、設計、アプリケーション

圧力トランスデューサーは、加えられた圧力を電気信号に変換する測定デバイスです。一般的に、圧力トランスデューサーは2つの部分で構成されます。圧力の印加により変形する弾性材料と、この変形を検出する電気部分です。

低圧トランスデューサーの仕組み

測定対象の圧力範囲に応じて、弾性材料にはブルドン管、ピストン、ダイヤフラム、ベローズなどさまざまな形状とサイズが与えられます。最も一般的なのはダイヤフラムです。
この弾性材料に取り付けられる3種類の電気デバイスで圧力トランスデューサーが構成されます。これらは抵抗型、容量型、誘導型です。

• 抵抗型圧力トランスデューサーは、変形材料に接着された歪みゲージを使用します。変形の変化により各歪みゲージの電気抵抗が変化し、ブリッジ回路で測定できます。
• 容量型圧力トランスデューサーでは、圧力変化が2枚の容量プレート間の静電容量変化として測定されます。1枚は弾性材料の加圧側に、もう1枚は非加圧面に接着されます。
• 誘導型圧力トランスデューサーでは、弾性材料の変形を利用して強磁性コアの直線運動を生み出します。この直線運動が誘導交流電流を変化させます。

低圧測定

議論されたさまざまな圧力トランスデューサーの中では、ブルドンゲージ、ピエゾ抵抗ダイヤフラムゲージ、容量ダイヤフラムゲージが低真空圧力測定に適しています。ブルドンゲージは概ね0〜1000mbar範囲で測定可能、ダイヤフラムゲージは0.1〜1000mbar範囲で測定可能です。
非常に低い圧力には、他の原理に基づく他タイプのトランスデューサーがあります。これにはピラニゲージ、熱電対、イオン化ゲージが含まれます。
最初の2つの技術は、低圧環境に配置された加熱フィラメントから熱が失われる速度に基づきます。この熱損失は単位体積あたりのガス分子数に依存します。

• ピラニゲージ — フィラメント抵抗を測定してフィラメント温度を計算。抵抗測定はブリッジ回路で支援。抵抗と印加圧力の関係は高度に非線形。
• 熱電対 — このタイプの圧力トランスデューサーでは、加熱フィラメントに熱電対を取り付けて温度を測定。熱電対の基準温度には室温を使用。熱電対の電圧出力はガス圧力に非線形に変化。
• イオン化ゲージ — 10⁻³〜10⁻¹³atmの非常に小さな圧力測定に極めて有用。測定対象ガスを加熱フィラメントでイオン化。イオン化領域の2電極間電流を測定、これはガス圧力に依存（単位体積あたりのイオン数がガス圧力に依存するため）。

電流対圧力関係は線形

低圧測定は以下のようなアプリケーションで使用されます：

• 医療分野 — ネブライザー、スパイロメーターなど
• 産業分野 — HVAC制御、ダクト静圧など

圧力トランスデューサー内部の材料に対する市場の関心が高まっています：

• 水銀を含み、圧力センシングを電気出力に伝導する製品もあります。多くの州で水銀は禁止物質ですが、施行されていないか、既存機器での使用は許容（グランファザー条項）だが新製品では禁止というケースもあります。
• 2番目の物質はNaK（ナトリウムカリウム合金）で、トランスデューサー内で水銀の代替として使用されます。NaKは空気（酸素）に触れると火花を散らします。可燃性が高い環境では危険です。
• 市場に新製品が登場しました。より厚いダイヤフラム（寿命延長）で、他製品より長い保証付き。充填物なしで電子的に機能します。

市場圧力が最終的に、これらのセンサーを利用した製品を作るメーカーの顧客の間で、水銀とNaKの両方を受け入れられないものにするだろうと感じています。

800-844-8405までお電話ください。圧力トランスデューサーの詳細情報を提供します。