يمكن أن تتأثر أجهزة استشعار الضغط بتغيرات درجة الحرارة. تُعرف هذه الظاهرة باسم حساسية درجة الحرارة أو الانجراف الحراري. يمكن أن تؤدي التغيرات في درجات الحرارة إلى تغيير خصائص المواد المستخدمة في أجهزة استشعار الضغط، مما يؤدي إلى تغييرات في قراءات مخرجاتها. لمعالجة هذه المشكلة وضمان دقة القياسات، غالبًا ما يقوم مصنعو أجهزة استشعار الضغط بتنفيذ تقنيات تعويض درجة الحرارة. وإليك كيفية تحقيق تعويض درجة الحرارة عادةً:
1. المعايرة الحرارية:
يقوم المصنعون بمعايرة أجهزة استشعار الضغط عند نقاط درجة حرارة مختلفة لإنشاء منحنى معايرة يربط قراءات الضغط بقيم درجة الحرارة المقابلة. تساعد بيانات المعايرة هذه في إنشاء علاقة رياضية بين مخرجات المستشعر ودرجة الحرارة، مما يسمح بالتعويض الدقيق عند حدوث تغيرات في درجة الحرارة.
2. أجهزة استشعار درجة الحرارة المدمجة:
تأتي بعض أجهزة استشعار الضغط مجهزة بأجهزة استشعار درجة الحرارة المتكاملة مثل الثرمستورات (المقاومات التي تغير المقاومة مع درجة الحرارة) أو RTDs (كاشفات درجة حرارة المقاومة). تقوم هذه المستشعرات بقياس درجة الحرارة المحيطة وتوفير بيانات إضافية لنظام التعويض. من خلال أخذ قراءة درجة الحرارة بعين الاعتبار، يمكن لمستشعر الضغط ضبط مخرجاته لمراعاة التأثيرات الحرارية على قياساته.
3. خوارزميات تعويض درجة الحرارة:
غالبًا ما تستخدم أجهزة استشعار الضغط الحديثة خوارزميات معقدة لضبط قراءات الضغط في الوقت الفعلي بناءً على درجة الحرارة المقاسة. يمكن برمجة هذه الخوارزميات مسبقًا في وحدة التحكم الدقيقة أو وحدة المعالجة الخاصة بالمستشعر. ومن خلال مقارنة درجة الحرارة الحالية للمستشعر بدرجة الحرارة التي تمت معايرته بها، تقوم الخوارزمية بحساب التعويض اللازم لضمان قياسات الضغط الدقيقة.
4. التعبئة والتغليف الاستشعار:
يمكن للمواد المستخدمة في بناء أجهزة استشعار الضغط وتغليفها أن تؤثر على حساسيتها للتغيرات في درجات الحرارة. قد يختار المصنعون مواد ذات خصائص حرارية محددة لتقليل آثار تقلبات درجات الحرارة. على سبيل المثال، يمكن أن يساعد استخدام المواد ذات معاملات التمدد الحراري المنخفضة في تقليل الضغوط الميكانيكية الناجمة عن درجة الحرارة والتي تؤثر على دقة المستشعر.
5. التعويض الرقمي:
غالبًا ما تشتمل مستشعرات الضغط الرقمية على وحدة تحكم دقيقة مدمجة أو وحدة معالجة الإشارات الرقمية. يمكن لهذه المكونات تخزين بيانات المعايرة المتعلقة بحساسية درجة الحرارة. عندما يقوم المستشعر بقياس الضغط، فإنه يقيس أيضًا درجة الحرارة ويستخدم البيانات المخزنة لتطبيق التعويض في الوقت الفعلي، مما يضمن قراءات دقيقة للمخرجات.
6.دوائر التعويض الخارجية:
في الأنظمة المعقدة التي تتضمن أجهزة استشعار متعددة، يمكن تصميم دوائر تعويض خارجية لمعالجة بيانات الضغط ودرجة الحرارة. قد تتضمن هذه الدوائر محولات تناظرية إلى رقمية، ووحدات تحكم دقيقة، وخوارزميات تعويض تأخذ في الاعتبار تأثيرات الضغط ودرجة الحرارة.
7. اختيار الاستشعار:
يجب على المهندسين مراعاة مواصفات درجة الحرارة لجهاز استشعار الضغط قبل اختياره لتطبيق معين. غالبًا ما تتضمن أجهزة الاستشعار المصممة للتطبيقات عالية الدقة معلومات حول حساسيتها لدرجة الحرارة في أوراق البيانات. يضمن اختيار جهاز استشعار بنطاق درجة حرارة مناسب وقدرات تعويض إجراء قياسات دقيقة داخل بيئة التشغيل المقصودة.
يقوم جهاز الإرسال هذا بتحويل قراءات الضغط إلى إشارة كهربائية موحدة (عادةً 4-20 مللي أمبير أو مخرجات رقمية) يمكن دمجها بسهولة في أنظمة التحكم أو أجهزة تسجيل البيانات أو واجهات الإنسان والآلة.
تم تصميم جهاز PB8101CNM ليتحمل البيئات الصعبة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات في صناعات مثل التصنيع والتحكم في العمليات والسيارات والفضاء وغير ذلك الكثير. ولضمان إجراء قياسات دقيقة على الرغم من اختلافات درجات الحرارة، يشتمل جهاز الإرسال على آليات تعويض درجة الحرارة. وقد تم تصميمه ليكون يمكن دمجها بسهولة مع أنظمة التحكم المختلفة وأنظمة الحصول على البيانات وإعدادات الأجهزة الأخرى.
