Pressure

Main Picture ref) http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/press.html
     압력이란 일정한 면적에 가해지는 힘의 정도를 이야기하며 단위 면적당 가해지는 힘으로 정의 된다. 압력을 측정하는 방법에는 여러가지가 있으며, 널리 사용하는 방법은 압력 센서 또는 진공 게이지를 사용하는 것이다. 주로 대기압 이상의 경우 압력센서를 대기압 이하의 압력을 측정할때 진공게이지를 사용한다.

     압력측정은 아래 그림에서 액체의 높이 차이를 이용(왼쪽)하거나 브로동관(Brodon Tube)과 같은 곡선 형태의 관에 압력이 걸릴 때 곡선 형태의 모양이 펴지려는 서질을 이용한 기계식 압력계를 흔하게 사용한다.


ref) https://www.britannica.com/technology/Bourdon-tube-gauge



         



     위의 그림은 Brodon 관을 이용한 기계식 압력계의 모습이며 아래 그림은 동작 원리에 대한 것이다. Brodon 관은 위의 그림과 같이 C-Type, Helical Type, 그리고 Spiral Type이 있으며 모두 관에 압력이 걸릴 경우 곡선 형태의 관이 직선으로 펴지려는 성질을 이용하여 압력계 내부에 존재하는 톱니 바퀴를 이용하여 바늘을 움직여 압력을 표시하게 된다.


ref) https://www.youtube.com/watch?v=p23u0HLOkwU


     다른 압력 센서들로는 압력에 따라 저항 또는 정전용량 변화를 이용한 거으로 다양한 종류의 압력 센서가 존재한다.


다양한 종류의 압력센서(AMS5182, Setra225, MPM489, MLX90818)

위 그림은 압력을 측정 할 수 있는 여러 가지 센서로서, AMS5182의 경우 출력 신호가 두가지로 압력에 따른 전압 출력 그리고 디지탈 형식으로 출력을 제공한다. Setra 센서의 경우 4 ~ 20 mA의 전류 출력 형식으로 산업용으로 널리 사용하는 출력형식을 가지고 있다. 최근에는 많은 센서들이 디지탈 방식으로 압력 값을 제공한다. 디지탈 출력의 경우 아래 그림과 같이 MCU(PIC)를 사용하여야 하며 프로그램을 이용하여 특별한 회로 없이 쉽게 압력 값을 읽어 올 수 있다.


AMS5182 압력계와 MCU 간의 연결 회로

     아래 그림은 누르는 힘을 감지 할 수 있는 센서(FSR, force sensitive resistor)로 로봇의 손가락 센서로 많이 사용한다.


ref) https://www.sensorprod.com/campaign/force-sensing-resistor/force-sensing-resistor.php
다양한 종류의 힘 감지 센서


ref) https://www.tekscan.com/blog/flexiforce/how-does-force-sensing-resistor-fsr-work
힘 감지 센서에 작용하는 힘에 따른 저항 변화

     FSR은 위의 그림과 같이 누르는 힘의 세기에 따라 전기전도도가 일정하게 증가함을 알 수 있다. 이것은 힘에 따라 저항이 변화하는 것으로 저항을 측정함으로써 센서에 눌리는 힘의 세기를 알 수 있다.

압력 관련 웹 싸이트:

     1. Pressure
     2. Understanding Pressure and Pressure Measurement
     3. Pressure Gauge Types and Working Principle | Simple Science
     4. Pressure measurement
     5. Pressure Measurement Overview - NINational Instruments
     6. PRESSURE MEASUREMENT: Characteristics, Technologies and Trends
     7. What Are the Different Types of Pressure Measurement?
     8. Understanding Pressure, Pressure Standards, Pressure units and Pressure Measurement
     9. How Pressure Gauges are Made
     10. 오메가엔지니어링 - 압력계 종류 소개
     11. 오일 충만식 압력계 | 이점 및 적용 분야
     12. Operation of Bourdon Tube C Tube | C Tube | Bourdon | Air Indicator
     13. How Does a Force Sensing Resistor (FSR) Work?
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     15. AMS5182 Interfacing