Druksensoren: druk meten

Drukmeting met piëzo druksensoren

Druk kun je op verschillende manieren meten. De meest gebruikte druksensoren bevatten een piëzo-element. Dat kristallen plaatje verbuigt onder druk. Die verbuiging genereert een spanning die je netjes kunt meten. Hoe dunner het plaatje, hoe lagere druk je nog kunt detecteren. Deze variant wordt vaak toegepast omdat het makkelijk te produceren is en dus relatief weinig kost. 

Ook is hij snel en kan hij kleine drukveranderingen registeren. Het nadeel is de gevoeligheid. Als de druk te hoog oploopt, gaat zo’n sensor stuk. Waterslag kan bijvoorbeeld letterlijk een gat in het systeem slaan. Dat kun je al helemaal niet hebben als je met schadelijke of brandgevaarlijke media werkt.

Een oplossing is om het piëzo-element onder te dompelen in olie en het geheel af te sluiten met een membraam. Dat laagje zorgt voor bescherming en maakt dat zo’n sensor beter bestand is tegen hogedrukken. Maar als de druk te ver oploopt, verbuigt of scheurt de folie alsnog. In de voedingsmiddelenindustrie kun je dit sensortype wel toepassen maar moet je speciale food-grade olie gebruiken.

Drukmeting met capacitieve druksensoren

De tweede familie druksensoren werkt op basis van een capacitieve meting. De aangebrachte druk zorgt ervoor dat de ruimte tussen twee condensatorplaten kleiner wordt en dus de capaciteit van het systeem verandert. Die meetmethode is heel robuust en kan zeer hogedrukken aan. De keerzijde is dat dergelijke sensoren iets duurder zijn dan hun piëzo-tegenhangers. Ook zijn ze veel groter; een factor 25 is niet overdreven.

Drukmeting met rekstroken

De derde optie zijn druksensoren met rekstroken. Net als bij een load cell, bestaan die sensoren uit een stukje metaal met daarop een rekstrookje, een folie met een koolstofpatroon. Afhankelijk van hoe dat patroon onder druk vervormt, verandert de weerstand. In een elektronische schakeling die de brug van Wheatstone wordt genoemd, kun je die weerstandsverandering nauwkeurig meten. Die rekstroken zijn super robuust maar ook heel kostbaar omdat ze vaak met de hand worden geproduceerd.