圧力トランスミッタ

圧力トランスミッタは電子圧力計で、圧力の測定と監視に使用されます。圧力トランスミッターという用語は、圧力変換器や圧力センサーにもよく使われます。しかし、狭義の圧力センサーという用語は圧力トランスミッターの一部を表しているに過ぎないため、これは同義語ではありません。

圧力トランスミッタは、圧力および電気接続、測定手順、電気出力信号、認証（CE、EX、鉄道、船舶）に合わせて、さまざまな設計が可能です。優れた技術と精密な製造により、トランスミッタは完璧に動作します。これは、長期安定性、耐振動性、電磁両立性、耐衝撃性、温度不感性に高い要件が求められる用途では特に重要です。

概要：圧力トランスミッタ製品ポートフォリオ

圧力トランスミッターは何で構成されていますか？

圧力トランスミッタは、圧力または圧力の変化を電気信号に変換する物理的原理を使用するセンサで構成されています。さらに、圧力トランスミッターには、センサー信号を処理し、標準化された電気出力信号に変換する測定トランスデューサー電子機器が含まれています。出力信号は電気接続部で提供されます。センサーの圧力は、圧力接続+部（プロセス接続部とも呼ばれる）を介して加えられます。センサーと電子機器はハウジングに収納され、これらの2つの敏感なコンポーネントを環境の影響から保護し、電気接続と圧力接続に接続します。

ビデオ/記事 圧力トランスミッターの仕組み

圧力トランスミッタの選定基準は何ですか？

圧力トランスミッタの選定基準は、適切な測定範囲、要求される精度、希望する出力信号です。しかし、もう一つの非常に重要な基準は、目的のアプリケーションに対する圧力トランスミッタの適合性です。測定範囲、精度、出力信号は、比較的容易に決定できるパラメータです。一方、どのタイプの圧力トランスミッタが特定の用途に適しているかを判断するためには、ある程度の経験を積み、さまざまな側面を慎重に検討する必要があります。

ホワイトペーパー 理想的な圧力トランスミッタへの道

お客様のアプリケーションに適した圧力トランスミッタをお探しですか？圧力測定技術のエキスパートがオンラインまたはオンサイトでアドバイスいたします。お気軽にお問い合わせください。

圧力タイプ： 圧力測定技術では、絶対圧、相対圧、差圧を区別する。絶対圧は常に絶対真空をゼロ点とします。相対圧測定は、媒体と周囲圧力または大気圧（約1bar）との差圧を測定します。以下の記事では、その違いについて詳しく説明しています。

ホワイトペーパー 工業用途における絶対圧力と相対圧力の測定

測定範囲： 最小圧力（出力信号が0%を出力する圧力）と最大圧力（出力信号が100%を出力する圧力）の間の圧力範囲です。最小値と最大値の差はスパンと呼ばれ、圧力測定技術におけるほぼすべての精度仕様の基準となります。原則として、圧力トランスミッタの測定範囲は特定の圧力測定単位（bar、mbar、psiなど）に標準化されています。純粋な信号レンジに加えて、過圧およびバースト圧リミットも考慮する必要があります。これらは、圧力ピークが非常に短いものであっても、測定レンジをはるかに超えて発生する可能性があるアプリケーションにおいて重要です。

ホワイトペーパー 圧力ピークによる圧力トランスミッタの欠陥？

精度クラス： 実際には、圧力計に要求される精度クラスまたは許容される測定の不確かさの定義が大きな課題であることが示されています。一方では、精度クラスは測定の不確かさの様々な側面やパラメータを含んでおり、ほとんどのアプリケーションでは同じ意味を持ちません。一方、アプリケーション側で実際にどの程度の精度が必要なのかを判断することも困難な場合が多くあります。高い精度は、ほとんどの場合、製品コストに大きな影響を伴います。したがって、精度クラスを選択する際には、何が必須であるかをよく吟味することが重要です。

Whitepaper: Accuracy, correctness and precision

出力信号： 出力信号には、主に3つのカテゴリーがある： 非増幅センサー信号、アナログ（標準）信号、デジタル信号である。増幅されていないセンサー信号の出力が圧力計に望まれることは非常に稀です。これは温度計とは対照的で、PT100/PT1000抵抗器の信号を追加の電子機器なしで直接出力することが非常によくあります。増幅されていないセンサー信号が出力される場合、圧力測定器は狭い意味でのトランスミッターや測定トランスデューサーではありません。むしろ、ハウジング付きの測定セルと呼ばれます。これらはしばしば変換器とも呼ばれる。アナログ信号は、今日でも産業界の圧力測定技術で最も広く使用されており、とりわけ電流信号4～20mAが最も多く使用されています。アナログ信号の利点は、圧力トランスミッタや多くの場合、下流の評価用電子機器のコストが大幅に低いことです。しかし、デジタル伝送器と評価ユニットのコストは近年大幅に低下しています。さらに、圧力計測におけるIO-LinkやCANopenのようなセンサバスシステムの普及が急速に進んでいます。デジタル信号の主な利点は、エラーに対する高い安全性、診断およびパラメータ化の可能性、さらに1つのデバイスで複数の測定パラメータ（例えば圧力と温度）を組み合わせられることです。電子式圧力スイッチもデジタル信号の圧力トランスミッタに数えられます。

センサー: 圧力センサーは圧力計の核となる要素です。圧力トランスミッタでは、この圧力センサは通常、圧力の変化がダイアフラムの変形につながる素子です。これにより、特別に適用された抵抗素子の電気抵抗が変化します。最も一般的に使用されるセンサー技術は、薄膜-オン-スチール、厚膜-オン-セラミックおよびピエゾ抵抗センサーです。薄膜-オン-スチールセンサーでは、抵抗はステンレス鋼ダイアフラム上にスパッタリングされます。これらの圧力センサーの主な利点は、優れた長期安定性と、圧力ピークや温度の影響に対する高い堅牢性、および約200mbarから3,000bar以上の広い圧力範囲での圧力測定です。厚膜オンセラミックセンサーは、抵抗ブリッジが塗布され、焼き付けられたセラミック基体をベースとしています。セラミック膜は、ほとんどすべての腐食性液体やガスに対して非常に堅牢であると考えられており、攻撃的な化学物質を測定しなければならない場合に好ましく使用されます。測定範囲は約100mbarから始まり、最高約400mbarです。ピエゾ抵抗圧力変換器では、シリコン半導体素子の抵抗が圧力によって変化します。これらの半導体素子は、オイル充填と薄い分離ダイアフラムによって測定媒体から隔離されています。シリコン素子の高感度と低ヒステリシスにより、ピエゾ抵抗センサーは特にmbar範囲の低圧や、より高い精度が要求される場合に適しています。

圧力接続／プロセス接続： 圧力ポートは、圧力計と圧力が測定されるプロセスを接続します。トランスミッタ内の圧力変換器は、圧力ポートにしっかりと接続されていなければなりません（溶接またはエラストマーシール）。市場には無数の異なる圧力接続があり、その形状と寸法は規格で規定されています（例：DIN EN 837-1の圧力計接続）。業界特有の嗜好に加え、接続継手の選択の決め手となるのは、なによりもシールのタイプです：金属シールかエラストマーシールか。金属シールは、円錐ネジかシーリングコーンです。金属シールは、円錐形のネジ山かシーリング・コーンであり、それぞれ相手によって機械的に変形され、シール効果を生み出します。1,000bar以上の圧力では、通常、金属シーリングが選ばれます。

エラストマーシール はOリングやプロファイルシールとも呼ばれ、円筒形の取り付けネジ山を使用します。溝の中でエラストマーシールが圧縮され、シール効果が生まれます。エラストマー材料は、被測定媒体に適合し、全温度範囲でシールできるように選択する必要があります。

ほとんどの圧力接続は、圧力変換器が圧力チャンネルボアで測定媒体に接続されるように設計されています。しかし、粘性の高い液体、糊状の液体、結晶化しやすい液体の圧力やレベルを測定する場合は、フラッシュプロセス接続が使用されます。詳しくはこちらの記事をご覧ください。

Whitepaper on front-flush pressure sensors

電気的接続： 各産業分野では数種類のコネクタしか使用されていないため、電気的接続のバリエーションは少ない。一般的に、圧力トランスミッタに直接ケーブルを接続するタイプは、コネクタ付きのタイプよりも配線が複雑なため、使用頻度が低いと言えます。

適切な接続を選択するための主な基準は、液体やほこりに対する気密性、耐振動性、試運転を含む測定装置とケーブルのコストです。圧力トランスミッタの特別な要件は、トランスミッタ内部と環境からの正しい圧力均一化です： 実際には、多くの電気的接続が圧力測定時に予期せぬ問題を引き起こすことがあります。

Whitepaper: Vent pressure transmitters correctly

Trafagは、各アプリケーション分野での要件を理想的に満たすために、様々なモデル、デザイン、バリエーション、および適合するアクセサリを幅広く取り揃えています。

圧力測定のエキスパートが製品間の違いをご説明し、お客様の厳しい測定タスクを確実に遂行するために最適な装置をアドバイスいたします。