Page 1

1

รายงาน เรื่อง อุปกรณ์ตรวจรู้ความดันและแปลงความดัน จัดทาโดย นายธรรมศักดิ์ เสะยามา ระดับชั้น ปวส.2 รหัส 6131050004 เสนอ อาจารย์ ณภรรทร อินอุทัย รายงานเล่มนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชาเครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์ในงานอุตสาหกรรม ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2562 วิทยาลัยการอาชีพนาทวี


คานา รายงานเล่มนี้จัดทาขึ้นเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของ วิชาเครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์ในอุตสาหกรรม ชั้นปวส.2 เพื่อให้ได้ศึกษาหาความรู้ในเรื่อง อุปกรณ์ตรวจวัดความดันและแปลงความดัน และได้ศึกษาอย่างเข้าใจเพื่อ เป็นประโยชน์กับการเรียน ผู้จัดทาหวังว่า รายงานเล่มนี้จะเป็นประโยชน์กับผู้อ่าน หรือนักเรียนนักศึกษาที่กาลังหาข้อมูลเรื่องนี้ อยู่ หากมีข้อแนะนาหรือข้อผิดพลาดประการใดผู้จัดทาขอน้อมรับไว้และขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วย

ผู้จัดทา นายธรรมศักดิ์ เสะยามา


สารบัญ เรื่อง

หน้าที่

เซ็นเซอร์ตรวจวัดความดัน

1

Pressure Switch

2

Pressure Transmitter

4

เซ็นเซอร์แปลงความดัน

5

อ้างอิง

6


1

เซ็นเซอร์ตรวจวัดความดัน (PRESSURE SENSOR) Pressure Sensor คือ อุปกรณ์ตรวจวัดความดันของก๊าซหรือเหลว เซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณทาง ไฟฟ้าที่มีความสัมพันธ์กับความดัน เซนเซอร์ถูกสร้างให้มีเยื่อบางที่สามารถโค้งงอตามความดัน ซึ่งระดับความ โค้งงอสามารถวัดได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน หรือ การเปลี่ยนแปลงของการเก็บประจุในการพัฒนา เซ็นเซอร์แรกเริ่มทาด้วยวิธีการประดิษฐ์โครงสร้างจุลภาคบนพื้นผิว (Surface Micromachining) สาหรับใช้ งานในช่วงความดันต่างๆ เพื่อประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์และเซ็นเซอร์ตรวจวัดแรงดันในเส้นเลือด เป็นต้น สาหรับในปัจจุบันได้มีการนาโครงสร้างของเซ็นเซอร์ประเภทนี้มาพัฒนาเป็นระบบการวัดแรงดันน้าและ แรงดันลม (Pressure Transmitter) ที่มีความละเอียดสูงสาหรับงานอุตสาหกรรมปรับอากาศและการเกษตร ด้วย ประเภทของ Pressure Sensor ในงานอุตสาหกรรม 1. Pressure Gauge (เกจวัดความดัน) สามารถวัดความดันได้ทั้งความดันเกจ ความดันสัมบูรณ์ และสุญญากาศ โดยจะแสดงผลเป็นแบบอนาล็อคหรือแบบเข็ม ข้อดีคือ มีราคาถูก ติดตั้งง่าย แต่ ข้อเสียคือ อ่านค่าได้อย่างเดียว ไม่ละเอียด และไม่สามารถประยุกต์ใช้งานอย่างอื่นได้ เกจวัดความดันจะอาศัยหลักการยืดตัว/โก่งตัวของวัสดุที่มีสมบัติยืดหยุ่นหรือเรียกว่า “เครื่องมือวัด ความดันแบบอิลาสติก” ทางานโดยอาศัยการแปลงความดันที่อุปกรณ์ได้รับให้อยู่ในรูปการเคลื่อนที่ ประเภทของเกจวัดความดัน มีดังนี้  เกจวัดความดันแบบบูร์ดอง (Bourdon Gauge) โดยเกจวัดความดันแบบบูร์ดองจะมี ลักษณะเป็นขดทองแดงกลวง มีพื้นที่หน้าตัดเป็นวงรีซึ่งเมื่อมีความดันเข้าไปภายในท่อ ขด บูร์ดองจะพยายามยืดตัวออกเป็นวงกลม จึงทาให้ดึงแขนที่ต่อกับเข็มชี้หมุนเลื่อนขึ้นแสดง ความดันที่เกิดขึ้น

หลักการทางานของบูร์ดอง


2

 เกจวัดความดันแบบเบลโลว์ (bellow) โครงสร้างของเบลโลว์มีลักษณะคล้าย ลูกฟูก ภายในกลวงสามารถยืดหยุ่นตัวได้ ปลายด้านหนึ่งปิดยึดติดกับเข็มชี้วัดระยะ ปลายอีก ด้านหนึ่งเปิดเพื่อเป็นช่องทางเข้าของความดัน (pressure) ที่ต้องการวัด ภายในเบลโลว์อาจ ติดตั้งสปริงหรือตัวหยุดการเคลื่อนที่ เพื่อป้องกันความเสียหายจากการรับค่าความดันเกิน พิกัด เมื่อเบลโลว์ได้รับความดันจากภายนอกทาให้ความดันภายในสูงขึ้น ส่งผลให้เบลโลว์เกิด การยืดตัวออกในทิศทางเดียวกับทิศทางของความดันที่เข้าไปในเบลโลว์

โครงสร้างของเบลโลว์ ที่มา: การวัดและเครื่องมือวัด ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร (นวภัทรา และ ทวีพล, 2555)

2. Pressure Switch คือ สวิตซ์ควบคุมความดัน โดยใช้การตัดหรือต่อวงจรไฟฟ้าเมื่อความดันถึงจุดที่ เรากาหนดไว้ Pressure switch นี้สามารถใช้งานควบคุมแรงดันทั่วไป ยกตัวอย่างเช่น การตัดต่อการ ทางานของปั้มน้า Pressure Switch Sensor ประเภทนี้ไม่ต้องอาศัยแรงดันไฟเลี้ยงเนื่องโดยส่วนใหญ่ใช้ระบบกลไก (Mechanic) ในการทางานโดยจะมีสัญญาณ Output เป็น Contact On/Off ใช้เพื่อตัดต่อระบบเพียงเท่านั้น ซึ่งแบ่งหลักการทางานนี้ได้เป็นสองแบบ


3

 Piston: ทางานโดยใช้กระบอกสูบขนาดเล็กด้านในซึ่งอีกด้านหนึ่งจะเชื่อมต่อเข้ากับกลไก สวิตซ์สามารถปรับตั้งสปริงเลือกช่วงในการทางานได้ เหมาะกับงานที่มีแรงดันสูงๆ เช่น วัด แรงดันของระบบไฮดรอลิกในระบบเครื่อง Press โลหะ เป็นต้น

ที่มา: http://web.applied.com/base.cfm?page_id=4492  Diaphragm: ส่วนใหญ่จะเป็นแผ่นยางไดอะแฟรมทาจากวัสดุ NBR เมื่อมีแรงดันมากระทา กับแผ่นไดอะแฟรมซึ่งอีกด้านจะต่อกับกลไกสวิตช์จะทางานในแรงดันที่เราตั้งไว้ เหมาะกับ งานที่มีแรงดันไม่สูงมาก เช่นแรงดันของลม ในระบบนิวเมตริค

ที่มา: http://web.applied.com/base.cfm?page_id=4492


4

3. Pressure Transmitter คือ อุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดความดันและแปลงสัญญาณออกมาเป็น สัญญาณมาตรฐานที่มีทั้งสัญญาณ Analog 4-20mA, 0-10VDC เพื่อนาไปควบคุมขบวนการทางาน ต่างๆในอุตสาหกรรม Pressure Transmitter แบ่งประเภทย่อย ตามหลักการทางานได้ดังนี้  Strain Gauge: หลักการทางานคืออาศัยการยืดหดตัวของ Strain gauge ที่ยึดติดอยู่กับ แผ่นไดอะแฟรมและต่อวงจรไปยังวงจร วิทสโตนบริดจ์ (Wheatstone Bridge) เพื่อแปลง ความดัน (pressure) ไปเป็นสัญญาณทางไฟฟ้า  Thin Film: เป็นเซ็นเซอร์ลักษณะแผ่นฟิล์มบางๆ ที่จะรับแรงกดแล้วแสดงค่าแรงดันออกมา นิยมใช้กับงานที่มีแรงดันต่า  Thick Film: ไดอะแฟรมจะผลิตจากวัสดุ เช่น เซรามิก เหมาะกับงานที่แรงดันสูง มีความ แข็งแรงมากกว่าประเภท Thin Film นิยมใช้ในงานไฮดรอลิค เซนเซอร์วัดความดัน เซนเซอร์ความดันถูกใช้อย่างแพร่หลายในยานยนต์ การผลิต อากาศยาน การวัดทางชีวการแพทย์ ระบบประ อากาศ การวัดไฮดรอลิกส์ ฯลฯ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ เซนเซอร์ความดันคือส่วนประกอบสาคัญของ เครื่องยนต์และความปลอดภัย เซนเซอร์เหล่านี้ในเครื่องยนต์จะตรวจสอบแรงดันน้ามันและสารหล่อเย็น รวมทั้งควบคุมกาลังของเครื่องยนต์ต้องส่งออกมาเพื่อให้ได้ความเร็วที่ต้องการเมื่อเหยียบคันเร่งหรือเบรค รถยนต์ เครื่องมือเช่น เครื่องวัดความดันเลือกดิจิตอลหรือเครื่องช่วยหายใจ จะใช้เซนเซอร์แรงดันเพื่อกาหนด ความดันให้เหมาะสมกับสุขภาพและความต้องการของผู้ป่วย


5

เซ็นเซอร์แปลงความดัน Pressure transmitter Pressure Transmitter เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดความดันและแปลงสัญญาณออกมาเป็นสัญญาณ มาตรฐานเพื่อ นาไปควบคุมกระบวนการต่างๆ Pressure Transmitter นั้นสามารถวัดได้ทั้งของของเหลว เช่น แก๊ส น้า น้ามัน เป็นต้น และรวมไปถึงการวัดความดันของ Pneumatic หรือลมนั่นเอง เพราะฉะนั้นการ เลือกใช้งานควรเลือกให้ถูกประเภท เพือการใช้งานที่ถูกต้อง

สิ่งที่ควรรู้ในการเลือกใช้งาน Pressure Transmitter 1.ช่วงความดันที่ต้องการจะวัด หน่วยเป็น Bar, kpa เป็นตhน ประเภทของความดันมี ดังนี้   

ความดันทางลบหรือแรงดูด (Vacuum) โดยปกติความดันด้านลบ จะไม่เกิน 1 Bar gauge ความดันทางด้านบวกหรือแรงอัด (Positive Pressure) ความดันทางด้านบวกและลบ หรือ ดูดและอัด (Compound)

ตัวอย่างการเลือกใช้งานเช่น 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

ใช้ความดัน (0.....10) bar คือใช้ความดันในย่าน 0-10 Bar ใช้กับของเหลวหรือลม ( Liquid or Pneumatic) Power Supply แรงดันการใช้งาน Output เช่น 4-20mA, 0-10 VDC, 0-5 VDC , 1-5 VDC, NPC or PNP Collector ขนาดของเกลียว (Thread) เช่น 1/4 นิ้ว หรือ 1/8 นิ้ว วงจรการต่อใช้งาน ( Electrical Wire) เช่น 2 สาย, 3 สาย


6

อ้างอิง https://www.factomart.com/th/factomartblog/type-of-pressure-sensor/ https://th.element14.com/sensor-pressure-sensors-technology

Profile for A N

รายงานชิ้นที่ 2 เรื่องอุปกรณ์ตรวจรู้ความดันและแปลงความดัน  

รายงานชิ้นที่ 2 เรื่องอุปกรณ์ตรวจรู้ความดันและแปลงความดัน  

Advertisement