Capteur de pression série TR basé sur un pressostat d'eau en pouces

Dans de nombreuses situations, il est nécessaire de connaître le niveau d'un liquide dans un réservoir ou la pression à l'intérieur d'un conduit d'air. Ces deux cas sont des pressions assez basses et peuvent être difficiles à mesurer. Ceci peut être accompli de plusieurs manières. Le plus simple est un voyant ou un tube de visée, comme illustré ci-dessous. Cela fonctionne sur le principe que le liquide dans le réservoir forcera le liquide à monter dans le tube de visée au même niveau que ce qui se trouve dans le réservoir, ou que la pression d'air mesurée augmentera le niveau de liquide égal à la pression appliquée. Un monomètre est un appareil couramment utilisé pour mesurer une basse pression/vide d'air. Ceci est particulièrement utile dans un réservoir qui n'est pas transparent, ou du moins translucide. Dans le cas d'un conduit d'air, il n'y a rien de visible, donc un appareil externe quelconque est requis. Bien qu'il s'agisse d'une approche simple, elle n'est pas particulièrement pratique car elle doit être située au niveau du réservoir ou à proximité du conduit à mesurer. Ceci n'est pas utile si une surveillance à distance est requise, et encore moins utile si un retour quelconque est souhaité car il est entièrement manuel.

Si une surveillance à distance du niveau est requise, il existe plusieurs autres options. Un exemple courant est un capteur résistif (potentiomètre) de type flotteur, que l'on trouve généralement dans une unité d'envoi de niveau de réservoir de carburant automobile. Ces capteurs fonctionnent bien, mais présentent quelques inconvénients.

• Situé dans le réservoir
• Déplacer du volume dans le réservoir
• Pièces mobiles

Réservoir avec capteur de niveau à flotteur

Selon le média à mesurer et la conception des composants, ce type de capteur peut être victime de dysfonctionnements dus au média lui-même. Un problème courant est que le flotteur absorbe le milieu dans lequel il est immergé, ce qui entraînerait une lecture de niveau artificiellement basse car le flotteur perdrait de la flottabilité.

Afin de fournir un capteur de niveau fiable, un capteur sans pièces mobiles est très souhaitable. Pour ce faire, un capteur tel que la série TR de Merit Sensor Systems pourrait être utilisé. Le capteur de pression de la série TR est un élément de détection de pression MEMS piézorésistif associé à un ASIC sur un substrat en céramique. Le capteur est disponible dans de nombreuses plages de pression, mesure de pression relative ou absolue ainsi qu'un étalonnage et une sortie personnalisés.

Afin de réaliser la lecture de niveau la plus précise possible, une pièce de jauge doit être utilisée. Ceci est préférable car la pression atmosphérique agissant sur le fluide dans le réservoir agira également sur le côté de référence du capteur de pression MEMS fournissant la lecture la plus précise même lorsque la pression atmosphérique change. Dans le cas d'une mesure de pression d'air différentielle, la référence peut être atmosphérique ou autre espace. Voici quelques exemples :

• Mesure de la pression statique du conduit du bâtiment (conduit atmosphérique à conduit sous pression (pouces d'eau généralement))
• Bâtiment à haute pression statique de conduit (similaire à la statique de conduit ordinaire, mais généralement câblée dans le contrôleur de ventilateur pour éteindre les ventilateurs si la pression dépasse un niveau sûr pour le bâtiment et le système d'alimentation en air (pouces d'eau généralement))
• État du filtre à air du bâtiment (pression différentielle à travers le filtre - différentiel plus important lorsque les filtres se bouchent (pouces d'eau généralement))
• Espace de construction à pression d'espace (pression différentielle entre deux espaces pour assurer que le flux d'air va dans la bonne direction - courant dans les salles blanches (dixièmes de pouce d'eau généralement))

La mesure des niveaux, pour des fluides tels que l'eau ou l'air, est difficile car un pouce d'eau mesuré à 39°F est un simple 0.0360911906567 PSI. La série TR de Merit est offerte dans une configuration à haute sensibilité (basse pression) qui, lorsqu'elle est calibrée à 5 PSIG, peut se résoudre à 1 po d'eau. Il est possible d'obtenir une meilleure résolution avec un étalonnage différent et/ou un appareil MEMS personnalisé avec une sensibilité plus élevée.

Vous trouverez ci-dessous un graphique montrant la différence entre un étalonnage 5PSIG et un étalonnage 1 PSIG. Il y a une différence significative dans la sortie du capteur, donnant une bien meilleure résolution.

Une fois que le capteur avec une résolution acceptable a été sélectionné, il existe des options pour l'interface du capteur. Le capteur de la série TR fournit une sortie de tension linéaire de 0.5 à 4.5 V de la pression minimale à la pression maximale, et il est compensé en température. Cette tension peut être surveillée par un contrôleur de système ou simplement connectée à un circuit, tel que celui ci-dessous, qui fournirait un seuil de niveau variable via VR1. Cela pourrait être utilisé comme indicateur/alarme de niveau bas ou comme alarme d'indicateur de débordement, selon la configuration du circuit.

Vous trouverez ci-dessous un exemple de fonctionnement du circuit ci-dessus. C'est un exemple idéal, théorique. Avec VR1 réglé sur une tension calculée pour le niveau souhaité (10" WC dans ce cas, ou ~ 1.94 V), la sortie de U1 deviendra élevée lorsque la tension du capteur atteint le point de consigne de VR1.

Qu'un signal variable soit souhaité ou qu'un simple ON/OFF suffise, un capteur basse pression série TR peut être utilisé. Plusieurs des applications discutées ici sont actuellement gérées par d'autres technologies de capteurs, mais pourraient être très bien gérées par un capteur MEMS correctement conçu et mis en œuvre.