Jak działają manometry membranowe?

Zdjęcie dzięki uprzejmości: http://www.efunda.com/DesignStandards/sensors/diaphragm/diaphragm_intro.cfm
Cel, powód
Manometr membranowy jest urządzeniem, które wykorzystuje membranę o znanym ciśnieniu do pomiaru ciśnienia w płynie. Ma wiele różnych zastosowań, takich jak monitorowanie ciśnienia w zbiorniku gazu, pomiar ciśnienia atmosferycznego lub rejestrowanie siły próżni w pompie próżniowej.
Podstawowa mechanika
Membrana ma elastyczną membranę z dwoma bokami. Z jednej strony jest zamknięta kapsułka zawierająca powietrze lub jakiś inny płyn pod określonym ciśnieniem. Druga strona może być pozostawiona otwarta dla powietrza lub przykręcona do dowolnego systemu, który miernik ma zmierzyć. Membrana dołącza się również do pewnego rodzaju miernika, który pokazuje, jak wysokie jest ciśnienie.
Wykrywanie ciśnienia
Płyn mający kontakt z elastyczną membraną naciska na tę membranę, zginając ją. Ciśnienie jest miarą siły nacisku. Gdy preferencje zewnętrzne są niskie, ciśnienie odniesienia wygina membranę. Gdy ciśnienie zewnętrzne wzrasta, odpycha membranę, zginając ją w drugą stronę. Mierząc, jak daleko wygina się membrana, miernik może wykryć ciśnienie zewnętrzne.
Pomiar ciśnienia
Istnieje wiele różnych sposobów pomiaru ciśnienia z dynamicznego manometru. Jednym z najprostszych jest przymocowanie igły do miernika. Gdy ciśnienie wzrasta, naciska na igłę, przesuwając ją w górę i w dół wzdłuż tarczy, która pokazuje nacisk. Innym sposobem jest użycie tensometru rezystancyjnego. Elektryczny tensometr oporowy wykorzystuje długi pasek rezystora elektrycznego - urządzenia, które jest odporne na przepływ prądu. Rezystor jest przymocowany do membrany. Gdy membrana wygina się, rozciąga rezystor, zwiększając rezystancję. Rezystor ma przepływający przez niego prąd elektryczny. Im bardziej membrana wygina się i zwiększa rezystancję, tym bardziej spada prąd. Poprzez pomiar prądu elektrycznego miernik może określić, jak daleko wygięta jest membrana, a tym samym, jakie ciśnienie wytwarza powietrze zewnętrzne.