2025-06-27
圧力センサーは、産業プロセスや医療機器の監視から、車のエンジンがスムーズに動くことを保証することまで、数えきれないほどの用途で縁の下の力持ちとして活躍しています。しかし、これらの重要なコンポーネントについて、あなたはどれだけご存知でしょうか?3つの基本的な質問に焦点を当ててみましょう。
1. 圧力センサーは何のデータを収集するのか?
圧力センサーは、基本的には1つの主要な情報を収集します。それは、流体(気体または液体)によって加えられる単位面積あたりの力です。これが圧力そのものの定義です。
生の測定値:センサーは物理的に変形します(多くの場合、ダイヤフラム)。この変形は、印加された圧力に比例した電気信号(電圧、電流、またはデジタル値など)に変換されます。
単位が重要:収集されたデータは、次のような単位で表されます。
ポンド/平方インチ(psi)
バールまたはミリバール(mbar)
パスカル(Pa)またはキロパスカル(kPa)
インチまたは水柱ミリメートル(inH₂O、mmH₂O)
気圧(atm)
トルまたはmmHg(真空/医療で一般的)
タイプが意味を決定する:データの解釈は、センサーのタイプによって異なります。
絶対圧センサー:完全真空を基準として圧力を測定します。(例:気圧、高度計)。
ゲージ圧センサー:局所的な大気圧を基準として圧力を測定します。(例:タイヤ空気圧、血圧 - カフ圧)。
差圧センサー:2点間の圧力の差を測定します。(例:フィルター監視、流量測定)。
密閉型ゲージ圧センサー:固定された密閉基準圧力(周囲の大気ではない)を基準として圧力を測定します。
本質的に、センサーは、そのタイプと校正された単位に基づいて解釈された、作用する圧力の力の大きさを確実に表す電気信号を出力します。
2. 圧力センサーの精度はどのくらいか?
圧力センサーの精度は非常に変動しやすく、多くの要因に依存します。単一の答えはありませんが、内訳は次のとおりです。
精度範囲:精度は通常、センサーのフルスケール(FS)範囲のパーセンテージとして、または読み取り値のパーセンテージ(% RD)として指定されます。一般的な範囲は次のとおりです。
高精度:±0.05% FS~±0.1% FS(重要なラボ、校正基準で使用)。
非常に良好:±0.25% FS~±0.5% FS(要求の厳しい産業/プロセス制御で一般的)。
標準/良好:±1.0% FS(産業オートメーション、HVAC、多くのOEMアプリケーションで広く使用)。
低コスト/重要度の低い:±2% FS以上(一部の消費者向け製品、基本的な表示に適しています)。
精度に影響を与える主な要因:
センサー技術:ひずみゲージ、静電容量型、圧電型、MEMS、光学式 - それぞれに固有の精度限界と特性があります。
校正:トレーサブルな基準に対する工場校正が不可欠です。精度仕様は、適切な校正を前提としています。
温度の影響:温度変化は大きなドリフトを引き起こします。精度仕様には、多くの場合、TEB(全誤差帯)が含まれており、初期精度、非線形性、ヒステリシス、および指定された範囲での温度の影響を組み合わせたものです。±0.5% FSの精度を持つセンサーは、0~70℃で±2.0% FSのTEBを持つ場合があります。
ヒステリシス:圧力が増加する場合と減少する場合で、センサーは同じ読み取り値を示しますか?
非線形性:出力は、ゼロとフルスケールの間の完全な直線からどの程度逸脱しますか?