اندازه‌گیری فشار خلاء با گیج فشار مطلق یا منفی

برای اندازه‌گیری فشار خلاء، دو نقطه مرجع وجود دارد، می‌توانید اندازه‌گیری کنید که فشار، چه مقدار زیر فشار اتمسفریک محلی بوده یا چه مقداری بالای خلاء صفر مطلق است.

در هر دو روش، فشار نقطه یکسانی اندازه‌گیری می‌شود، اما با گذر زمان، هر روش به نتایج متفاوتی منتهی می‌شود. چرا که نقطه مرجع اندازه‌گیری برای یکی ثابت (خلاء صفر مطلق) و برای دیگری متغیر است (فشار هوای اتمسفریک).

به طور مثال اگر بخواهید اطمینان حاصل کنید که فشار مکش کافی توسط یک پمپ خلاء بوجود می‌آید و یا به دنبال حفظ فشار یک آزمایشگاه کمی پایین تر از فشار بارومتریک محلی هستید تا اطمینان حاصل کنید که هوای آزمایشگاه از آن خارج نشود، احتمالا اندازه‌گیری فشار گیج منفی برای شما مناسب‌تر خواهد بود.

بدین صورت، با تغییر فشار بارومتریک، همیشه قادر خواهید بود فشار مکش و عدم نشت هوای آزمایشگاه به بیرون را ثابت نگه دارید. چرا که تغییرات فشار بارومتریک روی فشاری که کنترل می‌کنید، تأثیری نخواهد گذاشت.

از طرفی، اگر به دنبال شبیه‌سازی ارتفاع از سطح دریا در یک محفظه زیست محیطی (environmental chamber) هستید یا می‌خواهید تعیین کنید که خلاء کافی برای نگهداری از غذا به دست آمده یا خیر، بهتر است فشار مطلق را اندازه‌گیری کنید.

از آنجایی که لازم است خلائی اعمال کنید که مقداری ثابت و مستقل از فشار بارومتریک محیطی است، می‌توانید مطمئن باشید که تغییرات در فشار اتمسفریک هوا، روی اندازه‌گیری فشار تاثیرگذار نخواهد بود.

بازه‌ی معمول فشار گیج منفی برای اندازه‌گیری خلاء، از صفر تا منفی یک بار است اما اگر فشار بارومتریک زیر یک بار باشد، هیچوقت به فشار منفی یک دست نخواهیم یافت و اگر فشار بارومتریک بالای یک بار مطلق باشد،

خلاء کامل قابل اندازه‌گیری نخواهد بود. فشارهای گیج منفی را می‌توان با فشارهای مثبت ترکیب کرد تا بازه فشار ترکیبی (compound) ایجاد شود، همچون بازه فشاری منفی یک تا ۲ بار گیج برای فرآیندهایی که با تخلیه توسط ایجاد خلاء و پر کردن توسط پمپ سر و کار دارند.
بازه فشار مطلق معمول برای اندازه‌گیری فشارهای خلاء، صفر تا یک بار مطلق است.

از آنجایی که بازه‌های خلاء با مرجع مطلق و گیج منفی، فشار یکسانی را اندازه‌گیری می‌کنند، اغلب تصور می‌شود که این دو، اندازه‌گیری یکسانی را در جهات متفاوت انجام می‌دهند. اما همانطور که بالاتر توضیح دادیم این برداشت صحیح نیست، بنابراین مهم است که قبل از انتخاب یک ابزار فشار برای اندازه‌گیری بازه‌ی خلاء، بدانید چه مرجعی مورد نیاز است.

تبدیل گیج منفی به فشار مطلق

منفی ۰٫۴۵ بار چیست و تبدیل آن به یک مقدار بار «مثبت» به چه صورت انجام می شود؟

این مقدار، یک مقدار گیج منفی (مکش/خلاء) است، بنابراین تنها زمانی می‌توان آن را به شکل مقداری مثبت تعریف کرد که به عنوان فشار مطلق و نسبت به خلاء کامل اندازه‌گیری شود.

برای تبدیل آن به مقداری مطلق، باید فشار اتمسفریک محلی را در حوالی همان زمانی که فشار اندازه‌گیری شده، بر حسب بار بدانید و سپس ۰٫۴۵ بار را از آن کم کنید تا خوانش مثبت فشار مطلق را به دست آورید.

اندازه‌گیری فشار مطلق یا منفی برای موتور ماشین های مسابقه‌ای

برای اندازه‌گیری خلاء در موتور یک ماشین مسابقه‌ای، بهتر است فشار مطلق را اندازه بگیریم یا فشار گیج منفی؟

بستگی به پارامتری دارد که اندازه‌گیری می‌کنید، معمولا تنها یک روش درست خواهد بود چرا که هر یک نقطه مرجع متفاوتی دارند و در نتیجه با تغییرات فشار اتمسفریک، به شکل متفاوتی تغییر خواهند کرد.

اگر نیاز است پارامتری را اندازه‌گیری کنید که مستقل از فشار اتمسفریک است، همچون اندازه‌گیری فشار هوای ورودی منیفولد با یک سنسور MAP، که در آن به دنبال تعیین چگالی هوا هستید، از سنسور فشار مطلق استفاده کنید.

اگر روی فشار بوست (boost) نظارت می‌کنید، به دنبال اندازه‌گیری فشار نسبت به فشار اتمسفریک هستید.

خلاء گیج در مقایسه با خلاء مطلق

خوانش فشار در خلاء گیج چه تفاوتی با خلاء مطلق دارد؟

خلاء گیج نسبت به فشار هوای محیط و در جهت منفی اندازه‌گیری می‌شود. بنابراین به طور مثال در فشار هوای محیط، خوانش خلاء، صفر بار گیج است و اگر یک فشار مکش ۰٫۲۵ بار اعمال شود، خوانش خلاء، منفی ۰٫۲۵ بار گیج خواهد بود.
خلاء مطلق نسبت به خلاء کامل و در جهت مثبت اندازه‌گیری می‌شود. در فشار هوای محیط، خوانش خلاء، فشار هوای بارومتریک خواهد بود، بیایید ۱٫۰۱۵ بار مطلق را به عنوان مثال در نظر بگیریم. اگر مکش ۰٫۲۵ بار اعمال شود، خوانش خلاء ۰٫۷۶۵ بار مطلق خواهد بود.

رزولوشن خوانش خلاء ترکیبی در مقایسه با خوانش خلاء مطلق

من تفاوت کارکرد یک ترانسمیتر فشار ترکیبی با یک ترانسمیتر فشار مطلق را نمی‌دانم. آیا بازه‌ی ولتاژ خروجی ترانسمیتر ترکیبی به دو بازه‌ی خلاء و فشار مثبت تقسیم می‌شود که مثلا سیگنال ۰ تا ۲ ولت را برای ۲۹ اینچ جیوه تا ۰ خلاء و سیگنال ۲ تا ۵ ولت را برای صفر تا ۲۰۰ psi ارائه کند؟ آیا به این شکل رزولوشن بالاتری روی بازه خلاء فراهم می‌شود؟

یک ترانسمیتر بازه‌ی ترکیبی از نظر درستی، هیچ مزیتی نسبت به ترانسمیتر مطلق ندارد، در واقع ترانسمیتر مطلق حتی درستی بهتری خواهد داشت، چرا که با تغییر فشار از مثبت به منفی (و برعکس)، اثر شیفت «dog leg» در خروجی رخ نخواهد داد.

بازه‌ی ترکیبی، ترکیبی از بازه مثبت و منفی در یک تجهیز است. از یک دیافراگم یکسان برای اندازه‌گیری مقادیر فشاری مثبت و منفی استفاده می‌شود و در نتیجه درستی و رزولوشن اندازه‌گیری به ترکیب بازه مثبت و منفی بستگی دارد.

سهم خروجی هر بازه متناسب خواهد بود، بنابراین در مثال بالا، خروجی می‌شود:

• ۰ to 0.33V for -29 to 0 inHg g
• ۰٫۳۳-۵٫۰۰V for 0 to +200 psi g

فشار مطلق منفی

آیا ممکن است فشار مطلق منفی داشته باشیم؟

خیر، فشار مطلق در مقایسه با خلاء کامل اندازه‌گیری می‌شود، بنابراین غیرممکن است که منفی شود. فشار منفی را تنها می‌توان بین دو فشار متفاوت اندازه‌گیری کرد. به طور مثال اگر اجازه بدهید که فشار اتمسفریک کم کم به یک محفظه‌ی خلاء نفوذ کند و فشار داخلی را نسبت به بیرون اندازه‌گیری کنید، خوانش فشار منفی خواهد بود.

خوانش فشار مطلق برای فشار منفی ۰٫۹۹ barg وقتی که فشار محیط ۱٫۰۱۵ bara باشد

اگر فشار هوای محیط ۱٫۰۱۵ بار مطلق باشد و یک گیج خلاء، خلاء منفی ۰٫۹۹ barg را اندازه‌گیری کند، فشار مطلق ۰٫۰۱ بار مطلق خواهد بود؟

اگر فشار اتمسفریک ۱٫۰۱۵ بار مطلق باشد، یک خلاء منفی ۰٫۹۹ بار گیج، معادل با ۰٫۰۲۵ بار مطلق خواهد بود.

فشار مطلق کمتر از صفر بار و بزرگ‌تر از یک بار

اگر فشار اتمسفریک یک بار مطلق باشد، و یک گیج فشار خلاء کمتر از منفی ۱ بار را بخواند، باز هم فشار مطلق، صفر بار را نشان می‌دهد؟ وقتی که گیج فشار بیشتر از صفر بار را بخواند، فشار مطلق باز هم یک بار را نشان می‌دهد؟

فشار مطلق منفی نداریم، بنابراین درست تصور کردید، اما می‌تواند بیشتر از یک بار باشد. فشار مطلق، محدودیتی در مقادیر مثبت ندارد.
اگر فشار هوا یک بار مطلق باشد، امکان ندارد فشار خلاء گیج، کمتر از یک بار شود.

تفاوت بین اندازه‌گیری فشار گیج و مطلق، همیشه برابر با مقدار فشار اتمسفریک در آن لحظه است.
فشار مطلق همیشه نسبت به خلاء کامل اندازه گیری می شود، بنابراین مرجع آن ثابت است. اما فشار گیج نسبت به فشار اتمسفریک اندازه گیری می شود، بنابراین مرجع آن متغیر است.

کدام یک خلاء گیج قوی تری است: ۱۰۰ پاسکال یا ۵۰۰ پاسکال؟

آیا ۱۰۰ پاسکال، خلاء گیج قوی‌تری نسبت به ۵۰۰ پاسکال است؟

خلاء گیج، یک فشار منفی نسبت به فشار اتمسفریک است. ۱۱۰ پاسکال نسبت به ۵۰۰ پاسکال، به فشار اتمسفریک نزدیک تر بوده، و در نتیجه خلاء ضعیف‌تری است.