ちょっと、そこ！私は圧力測定サプライヤーとして、日々あらゆる種類の圧力測定信号を扱ってきました。そこで、圧力測定信号の種類とその用途についていくつかの洞察を共有したいと思いました。
1. アナログ信号
アナログ信号から始めましょう。これらは圧力値を表す連続信号です。圧力測定で使用される最も一般的なアナログ信号は 4 ～ 20 mA 信号です。
仕組み
4 ～ 20 mA 信号は電流ベースの信号です。圧力がゼロの場合、電流は 4 mA に設定され、センサーの範囲の最大圧力では、電流は 20 mA に設定されます。たとえば、範囲が 0 ～ 100 psi の圧力センサーがある場合、圧力が 0 psi のときの出力電流は 4 mA になり、圧力が 100 psi に達すると出力電流は 20 mA になります。
利点
4 ～ 20 mA 信号の大きな利点の 1 つは、電気ノイズに対する耐性です。電流ベースの信号であるため、信号を大幅に劣化させることなく長距離を伝送できます。これにより、センサーが制御室から遠く離れた場所に設置される可能性がある産業用途に最適です。
用途
産業プロセスでは、4 ～ 20 mA 信号がパイプライン、タンク、ボイラー内の圧力監視などのアプリケーションで広く使用されています。たとえば、製油所では、パイプラインを流れる原油の圧力を監視するために、4 ～ 20 mA 出力の圧力センサーが使用されます。これは、製油所全体の安全かつ効率的な運用を確保するのに役立ちます。
もう 1 つの一般的なアナログ信号は、0 ～ 5 V または 0 ～ 10 V の電圧信号です。これらの信号は、マイクロコントローラーやデータ収集システムとのインターフェースが容易です。ただし、4 ～ 20 mA 信号に比べて電気ノイズの影響を受けやすくなります。これらは、実験室環境や、センサーと測定装置の間の距離が短い用途でよく使用されます。
2. デジタル信号
デジタル信号は、圧力値をバイナリ形式で表す離散信号です。圧力測定に使用されるデジタル信号にはいくつかの種類があります。
I2C (集積回路間)
I2C は、複数のデバイスが同じバス上で通信できるようにするシリアル通信プロトコルです。 I2C インターフェースを備えた圧力センサーは小型かつ低消費電力であるため、ポータブル デバイスや組み込みシステムに適しています。たとえば、血圧を測定するウェアラブル ヘルス モニターでは、I2C 対応の圧力センサーを使用して正確な圧力測定値を提供できます。これらのセンサーはサイズが小さいため、スペースが限られている用途にも最適です。
SPI (シリアル ペリフェラル インターフェイス)
SPI は別のシリアル通信プロトコルです。 I2C よりも高速であり、高速データ転送が必要なアプリケーションでよく使用されます。自動車用途では、エンジンの吸気マニホールド内の圧力を測定するために SPI ベースの圧力センサーが使用されます。この情報は、エンジン制御ユニットが燃料噴射と点火タイミングを調整して最適なパフォーマンスを実現するために非常に重要です。
RS-485
RS-485 は、長距離のシリアル通信の規格です。同じバス上の複数のデバイスをサポートでき、電気的干渉に対して非常に堅牢です。大規模な産業プラントでは、RS - 485 ベースの圧力センサーを使用して、プラントのさまざまな部分の圧力を監視します。 RS-485 の長距離通信機能により、単一の制御室から圧力センサーを集中監視および制御できます。
3. 無線信号
技術の進歩に伴い、ワイヤレス圧力測定信号の人気が高まっています。
ブルートゥース
Bluetooth は短距離無線通信技術です。 Bluetooth インターフェースを備えた圧力センサーは、スマートフォン、タブレット、またはその他の Bluetooth 対応デバイスと簡単にペアリングできます。これにより、ユーザーはモバイル デバイスで圧力測定値を監視するのが便利になります。たとえば、家庭用醸造セットアップでは、Bluetooth 対応の圧力センサーを使用して発酵タンク内の圧力を監視できます。醸造者は物理的にタンクの近くにいなくても、スマートフォンで圧力の測定値を確認できます。
Wi-Fi
Wi-Fi は長距離の無線通信を可能にし、ローカル エリア ネットワーク (LAN) またはインターネットに接続できます。 Wi-Fi 機能を備えた圧力センサーは、スマート ビルディング システムに統合できます。たとえば、商業ビルでは、Wi-Fi 対応の圧力センサーを使用して換気システム内の気圧を監視できます。データは中央サーバーに送信され、適切な換気とエネルギー効率を確保するために分析されます。
LoRaWAN (長距離ワイドエリアネットワーク)
LoRaWAN は、長距離通信用に設計された低電力、広域ネットワーク プロトコルです。環境モニタリングなど、センサーが地理的に広い範囲に分散されているアプリケーションに最適です。 LoRaWAN を使用した圧力センサーを遠隔地に設置して、井戸や気象観測所の圧力を監視できます。 LoRaWAN は消費電力が低いため、センサーはバッテリー電源で長時間動作できます。
当社の圧力測定製品
当社では、さまざまな種類の信号に対応した幅広い圧力測定製品を提供しています。たとえば、私たちのミニサイズの拡散シリコン圧力センサーは、アナログまたはデジタル信号を出力するように構成できるコンパクトで高精度のセンサーです。医療機器や小規模産業機器など、スペースが限られている用途に最適です。
私たちのコプレーナ圧力トランスミッタ産業用途向けに設計されています。信頼性の高い 4 ～ 20 mA のアナログ信号を提供し、過酷な産業環境でも正確な圧力測定を保証します。
フランジへの直接取り付けが必要な用途に圧力トランスミッタが必要な場合は、フランジ取り付け圧力トランスミッタ素晴らしい選択です。アナログとデジタルの両方の通信プロトコルをサポートできるため、システム設計に柔軟性が与えられます。
結論
結論として、圧力測定信号にはさまざまな種類があり、それぞれに独自の利点と用途があります。基本的な産業アプリケーション用のシンプルなアナログ信号が必要な場合でも、スマートな接続システム用のワイヤレス デジタル信号が必要な場合でも、圧力測定ソリューションが見つかります。
圧力測定製品をご検討の場合は、お気軽にお問い合わせください。当社は、お客様の特定のニーズに適したセンサーとトランスミッターを見つけるお手伝いをいたします。あなたが中小企業の経営者であろうと、大企業の一員であろうと、当社はお客様の要件を満たす専門知識と製品を持っています。圧力測定のニーズについて話し合い、問題を解決するためにどのように協力できるかを考えてみましょう。
参考文献
- ドーベリン、EO、マニコンダ、D. (2011)。測定システム: アプリケーションと設計。マグロウ - ヒル。
- ブリティッシュコロンビア州クオ (2002)。自動制御システム。プレンティス・ホール。
- ハネムーン州ノートン (2006)。トランスデューサーのハンドブック。エルゼビア。
