سنسور فشار هوا (Barometric Pressure Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور فشار هوا (Barometric Pressure Sensor) :
سنسور فشار هوا (فشارسنج) برای اندازه گیری فشار اتمسفر (فشار هوای محیط) طراحی شده است. فشار اتمسفر یک پارامتر کلیدی در هواشناسی برای پیش بینی وضع هوا (فشار پایین نشانه هوای ناپایدار، فشار بالا نشانه هوای پایدار) و در هوانوردی برای تعیین ارتفاع پرواز است. این سنسورها در ایستگاه های هواشناسی، تلفن های هوشمند (برای تشخیص طبقه)، دستگاه های GPS (برای کمک به ارتفاع سنجی)، و پهپادها (برای تثبیت ارتفاع) استفاده می شوند.
سنسورهای فشار هوای مدرن معمولا از نوع پیزومقاومتی MEMS هستند. آنها از یک دیافراگم نازک سیلیکونی و کرنش سنج های پیزومقاومتی که روی آن نفوذ داده شده است، ساخته می شوند. با تغییر فشار هوا، دیافراگم خم شده و مقاومت کرنش سنج ها تغییر می کند. این تغییر مقاومت توسط یک پل وتستون به ولتاژ تبدیل می شود و سپس توسط یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) داخلی به مقدار دیجیتال تبدیل می گردد. این سنسورها معمولا یک سنسور دمای داخلی نیز دارند تا اثر دما بر روی فشار جبران شود. خروجی آنها معمولا از طریق رابط های I²C یا SPI در دسترس است.
برخی سنسورها فشار مطلق (Absolute) را اندازه گیری می کنند (نسبت به خلأ)، در حالی که برخی دیگر فشار نسبی (Gauge) را (نسبت به فشار محیط). در هواشناسی، فشار مطلق معمولا اندازه گیری شده و سپس به فشار سطح دریا کاهش داده می شود.
مزایا:
اندازه کوچک و هزینه کم.
دقت خوب (معمولا ±۰.۱ تا ±۱ میلی بار).
مصرف توان پایین.
خروجی دیجیتال با جبران سازی دمایی.
کاربردها: ایستگاه های هواشناسی (برای پیش بینی هوا)، تلفن های هوشمند (برای تشخیص فعالیت های ورزشی مانند بالا رفتن از پله)، دستگاه های GPS (برای بهبود دقت ارتفاع)، پهپادها (برای کنترل ارتفاع)، و ساعت های هوشمند (برای تخمین ارتفاع).
\[ P = P_0 \cdot e^{-\frac{M g h}{R T}} \quad \text{(رابطه فشار با ارتفاع)} \]