تفاوت سنسور فشار ارزان قیمت و گران قیمت!

گاهی اوقات افرادی که از منابع مختلف قیمت می گیرند، با ترانسمیترهای فشار ارزان‌قیمت روبرو شده‌اند، این سوال را از ما می‌پرسند. تفاوت سنسور فشار ارزان قیمت و گران قیمت در چیست؟

تفاوت سنسور فشار ارزان قیمت و گران قیمت در دقت و درستی و قابل اطمینان بودن سنسورها و فرآیندهای تولیدی لازم برای ساخت سنسورها است.
ضرب المثل قدیمی درست است: هر چی پول بدی، آش می‌خوری». وقتی یک ترانسمیتر فشار می‌خرید، در واقع این موارد را می‌خرید:

• دقت و درستی خطی
• درستی/عملکرد حرارتی
• پایداری
• متریال‌ها و نحوه ساخت
• امکانات پیکربندی

این پنج مورد هستند که هزینه و قیمت یک ترانسمیتر فشار را بالا یا پایین می‌برند. بیاید هر مورد را بررسی کنیم.

دقت و درستی خطی

این همان دقتی در سراسر فول‌اسکیل است که روی سنسورها فهرست می‌شوند. عموماً، حاشیه خطای ترانسمیترهای فشار ۰٫۵ درصد از فول‌اسکیل است. این یعنی در ترانسمیتر ۱۰۰ psi، در بدترین حالت ۰٫۲۵ psi خطا وجود دارد.
در یک ترانسمیتر فشار ارزان قیمت، بهترین حاشیه خطایی که ممکن است به دست آورید، یک درصد از فول‌اسکیل است. یعنی باند خطای آن ۴ برابر بزرگ‌تر است.

عملکرد حرارتی

یک ترانسمیتر فشار ارزان‌تر، فقط در زمینه دقت و درستی کمبود ندارد. عملکرد حرارتی آن نیز بدتر است. چیزی در حدود ۰٫۰۳% FS/°C. به عبارت دیگر، به ازای هر یک درجه سلسیوس تفاوت در دما، نقطه صفر مقدار ۰٫۰۳ از فول‌اسکیل منحرف می‌شود (شیفت می‌کند). سنسور های رایج، معمولا ۰٫۰۲% FS/°F هستند.
هر ۳۳٫۸ درجه فارنهایت برابر با یک درجه سلسیوس است. بنابراین روی ترانسمیتر فشار ۱۰۰ psi، به ازای هر تغییر یک درجه فارنهایت، ترانسمیتر ۰٫۰۲ psi شیفت می‌کند. اما یک ترانسمیتر فشار ارزان قیمت عموماً بیش از ۱ psi به ازای یک درجه فارنهایت تغییر در دما، شیفت می‌کند. این یعنی ۵۰ برابر پایداری حرارتی کمتر.

پایداری

ترانسمیتر های فشار پدیده‌ای به اسم دریفت (کژرفت) را تجربه می‌کنند. این نتیجه‌ی مستقیم لایه‌های پیوندی است که المان‌های سنسور را به دیافراگم متصل می‌کنند. با گذر زمان این لایه‌های پیوندی، بیشتر «جا می‌افتند» و خروجی سنسور دچار دریفت می‌شود. خبر خوب این است که دریفت قابل پیش‌بینی است و با کالیبراسیون منظم قابل تصحیح است.

خبر بد این است که ترانسمیترهای ارزان‌تر بیشتر دچار دریفت می‌شوند و نیاز بیشتری به کالیبراسیون دارند. یک بخش از فرایند تولید برای کاهش دریفت، آب‌بندی (cure) ترانسمیتر فشار است. در این فرآیند، فشارهای زیاد و کمی در بازه‌ی دمای گسترده‌ای به سنسورها وارد می‌شود. به این شکل با گذر سریع‌تر عمر سنسور، فرآیند جا افتادن لایه‌های پیوند تسریع می‌شود.

این فرآیند هزینه‌ها را افزایش می‌دهد و روی ترانسمیترهای فشار ارزان انجام نمی‌شود. این یعنی ترانسمیتر ارزان‌قیمت، بعد از نصب، تا حد زیادی دچار دریفت می‌شود، البته با گذر زمان بهتر می‌شود. بنابراین شاید در مشخصات درازمدت پایداری، مشابه سنسورهای گران‌تر به نظر برسد، اما در هنگامی که تازه به دست شما می‌رسد و از جعبه درآورده و نصب می‌کنید، عملکرد آن طبق آن مشخصات درازمدت نخواهد بود.

متریال‌ها و نحوه ساخت

احتمالا حدس زده‌اید که یک ترانسمیتر ارزان‌تر، از متریال‌های ارزان‌تر ساخته می‌شود و روند ساخت نیز با دقت کمتری انجام می‌شود. به طور مثال، سنسورهای فشار محکم و گران‌قیمت از متریال‌های فولاد با کیفیت ساخته شده و روند و نحوه ساخت نیز به شکلی انجام می‌شود که دوام سنسور محور باشد. ممکن است برای استحکام بیشتر از جوشکاری لیزری، پیچ و مهره‌های بسیار محکم، سیل و گسکت‌های بهتر استفاده شود و بسیاری از این سنسورها با ماده‌ای صنعتی پر می‌شوند تا از قطعات الکترونیکی در برابر رطوبت محافظت شود و از اتصالات در برابر لرزش حفاظت گردد.
هر چقدر ترانسدیوسر ارزان‌تر باشد، کیفیت تولید، متریال‌ها، کیفیت جوش و اتصال نقاط، اتصالات سیمی و … بیشتر زیر سوال است.

بیشتر بخوانید: عوامل موثر بر عملکرد سنسور فشار پایین

امکان پیکربندی

ساخت سنسوری که قابل پیکربندی باشد، هزینه را به شکل قابل توجهی بالا می‌برد. قطعات استفاده شده هم از نظر تنوع و هم حجم افزایش پیدا می‌کنند. همچنین فرآیند تولید محصولات را نیز پیچیده‌تر می‌کند، چون باید همان محصول را به روش‌هایی متفاوت تولید کرد.

جایی برای هر دو

در این مطلب سعی کردیم توضیح بدهیم که چرا برخی سنسورها، گران‌تر از بقیه هستند و تفاوت سنسور فشار ارزان قیمت و گران قیمت در چیست. هدف این است که مساله واضح‌تر بیان شود و انتظارات سالم از محصولات را ترویج دهیم. هدف این نیست که سنسورهای ارزان‌تر را مسخره کنیم یا به آن‌ها توهین کنیم. هر سنسوری برای یک کار و جایگاهی مناسب است. فقط باید بدانید که کجا و چه زمانی از هر یک استفاده کنید.

در برخی کاربردها، نیاز به درستی و دقت بالا و تحمل سختگیرانه روی دریفت ندارید. در چنین کاربردهایی، تنها بازه‌های استاندارد فشار، اتصالات فرآیند استاندارد و اتصالات الکتریکی رایج مورد نیاز است. در چنین کاربردهایی، در پول خود صرفه‌جویی کنید و یک سنسور ارزان اما مناسب تهیه کنید.
اما در موارد دیگر، کیفیت را فدای قیمت نکنید.