안녕하세요, 센서와 스위치를 다잡는 센서보이 입니다.
이번 글에서는 보드형 압력센서(Board Mount Pressure Sensor)에 대해 알아보겠습니다.
보드형 압력센서는 소형 또는 초소형 압력센서로, 장비 내부에 부착하여 압력을 측정하거나, 또는 압력측정장비를 제조할 때 그 소자로 사용되기도 합니다.
압력 측정에 있어 기본적인 제품인 만큼 매우 많은 제조사에서 생산하고 있으며, 공통적으로 PCB Board에 부착하는 형태로 되어있다는 특징이 있습니다.
이번 글에서는 보드형 압력센서의 종류와 특징에 대해 알아보겠습니다.
보드형 압력센서의 종류 및 특징
보드형 압력센서는 격막식(MEMS 소자를 통한)과 열유량식으로 나눌 수 있습니다.
일반적으로 대부분 격막식 MEMS 소자로 구성되어 있지만, 일부 초저압 제품들은 흐름식 제품도 있습니다.
대부분 3.3 Vdc or 5 Vdc 전원을 사용하며, 정밀도는 0.25% 정도입니다.
출력은 거의 모든 제품이 I2C, UART 등 Digital Output 또는 10%~90% of Vsupply Ratiometric 등 Analog Output을 제공합니다. (Regulated 출력은 저도 못봤습니다.)
포트의 종류 및 방향 또한 다양하며, 마운팅 핀 타입은 대부분 3가지를 제공합니다. (Inline, Surface, Castellation 등)
격막식 보드형 압력센서 (MEMS 소자형 압력센서)
격막식 제품의 내부 구조는 아래 그림과 같습니다.
MEMS 소자를 통해 압력포트 1, 2에 가해지는 압력의 차이를 통해 출력을 내보내며, 게이지압 센서의 경우 압력포트 2를 없애고 숨구멍만 뚫어놓습니다.
절대압 제품은 압력포트2를 막고, 기준압력을 절대압에 맞추어 센서를 Calibration 해서 공급됩니다.
내부 구조를 보면 아시겠지만, PCB Board가 바로 노출되어 있기 때문에 일반적으로 Dry Gas만 사용할 수 있습니다.
하지만, Gel Coating을 통해 일부 유체도 사용 가능하도록 Option Code를 제공하는 제품들이 다수 있으므로, 유체에도 적용이 가능합니다.
다만, 플라스틱 소자이기 때문에 최대 측정 가능한 압력이 10 Bar 정도로 제한됩니다.
흐름식 압력센서 (Thermal Flow Pressure Sensor)
제 앞선 포스팅을 보셨거나, 센서를 조금 아시는 분들은 Thermal Mass Flowmeter와 동일한 원리라는 것을 손쉽게 아실 수 있습니다.
이 방식은 Thermal Mass Flow방식을 이용하여 차압을 거꾸로 측정하는 방식으로, MEMS 격막시에 비해 초미압을 손쉽게 측정할 수 있습니다. (유량을 계산하여 차압을 역산)
다만, Port 1과 Port 2의 유체가 흘러가기 때문에 클린룸, 음압실 등의 격실의 차압을 측정하는 Application에는 다소 부적합합니다.
그리고, 이 타입의 경우 유로가 이물질에 막혀버리면 제품이 동작을 하지 못하므로, 이물질을 거를 수 있는 필터가 내장되어 있는 제품도 있습니다.
일반적으로 초미압을 측정하는 데에 사용됩니다. (0~0.25 mbar, 0~0.5 mbar 등)
일회용 압력센서
위 두가지 타입 이외에 일회용 압력센서도 있습니다.
이러한 제품들은 재사용 불가능한 Application에 쓰고 버리는 용도로 사용되며, 일반적으로 Medical Application에 사용됩니다. (Blood Pressure 등)
Micro Thermocouple 등과 함께 Catheter 등 체내에 삽입되는 의료장비, 또는 혈액을 직접 측정하는 혈압계 등에 사용됩니다.
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