گیج فشار

گیج فشار اندازه‌گیری فشار تجزیه و تحلیل نیروی فشار وارد آمده توسط یک مایع یا گاز بر یک سطح است. فشار واحد نیروی وارد آمده به واحد سطح می‌باشد. تکنیک‌های بسیاری جهت اندازه‌گیری فشار و خلاء توسعه یافته است. ابزاری که برای اندازه‌گیری و نشان دادن فشار در یک واحد انتگرال استفاده می‌شود، گیج فشار یا گیج خلاء نامیده می‌‌شود. مانومتر (فشارسنج) نمونه خوبی است زیرا از ستونی از مایع برای اندازه‌گیری و نشان دادن فشار استفاده می‌کند. به همین ترتیب گیج فشار لوله بوردون گیجی است که به طور وسیع مورد استفاده قرار گرفته و شاید شناخته‌ترین نوع گیج باشد.

گیج خلاء در واقع گیج فشاری است که فشارهای کمتر از فشار جو را اندازه‌گیری می‌کند و در مقادیر منفی بر روی نقطه صفر تنظیم می‌گردد (برای مثال -۱۵ psig  یا -۷۶۰ mmHg برابر با خلاء کامل است). اکثر گیج‌ها فشار هوا را نقطه صفر در نظر گرفته و فشار را بر اساس آن اندازه‌گیری می‌کنند، این نوع اندازه‌گیری فشار را با گیج فشار انجام می‌دهند. گرچه که هر چیزی که بزرگتر از خلاء کامل باشد عملاً نوعی فشار محسوب می‌شود. برای اندازه‌گیری‌های بسیار دقیق و مخصوصاً در فشارهای بسیار پایین ممکن است از گیجی استفاده شود که خلاء کامل را به عنوان نقطه صفر در نظر می‌گیرد و فشار را در مقیاس مطلق نشان می‌دهد.

مجموعه پرگاس مارکت با بهره‌گیری از تیم متخصص و مجرب آماده ارائه هرگونه مشاوره در زمینه انواع تجهیزات ابزار‌دقیق می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص انواع گیج‌ فشار، ترانسمیتر فشار و گیج دما یا دماسنج در مجموعه پرگاس مارکت  می‌توانید با شماره ۵-۸۸۱۰۳۱۹۳-۰۲۱ تماس حاصل فرمایید.

روش دیگر اندازه‌گیری فشار به وسیله سنسورهاست خوانش‌های خود از فشار را به یک اندیکاتور یا سیستم کنترل منتقل می‌کنند.

فشار مطلق، فشار تفاضلی و گیج فشار

اندازه‌گیری‌های فشار معمولاً نسبت به فشار هوا انجام می‌گیرند (مانند فشار لاستیک ماشین). در موارد دیگر فشار نسبت به خلاء یا یک مرجع خاص دیگر اندازه‌گیری می‌شود. با ایجاد تمایز بین این مراجع صفر با تعاریف زیر مواجه خواهیم شد:

فشار مطلق در خلاء کامل صفر است و از مقیاس مطلق برای نشان دادن آن استفاده می‌شود، بنابراین برابر است با فشار گیج به علاوه فشار هوا.

فشار گیج در برابر فشار هوا صفر است بنابراین برابر است با فشار مطلف منهای فشار هوا. علائم منفی معمولاً حذف می‌شوند. ممکن است جهت متمایز ساختن فشار منفی کلمه خلاء به گیج اضافه شود در نتیجه “گیج خلاء” را خواهیم داشت. این‌ها به دو زیرشاخه تقسیم می‌شوند: خلاء بالا و پایین (وگاهی اوقات خلاء فوق‌العاده بالا). تکنیک‌های بسیاری جهت اندازه‌گیری خلاءهایی که همپوشانی دارند به کار گرفته شده‌اند. بنابراین با ترکیب چندین نوع گیج مختلف می‌توان فشار سیستم را به طور مداوم از  ۱۰ mbar الی mbar  اندازه‌گیری کرد.

فشار تفاضلی که تفاوت فشار میان دو نقطه است.

زمانی که مایع در یک سیستم بسته وجود دارد از گیج فشار برای اندازه‌گیری آن استفاده می‌شود. ابزارهای فشاری که به سیستم متصل هستند فشارهای مربوط به فشار هوای جاری را نشان می‌دهند. اگر بخواهیم فشارهای خلاء شدید را اندازه‌گیری کنیم وضعیت فرق می‌کند و معمولاً از فشار مطلق استفاده می‌شود.

از گیج‌های فشار تفاضلی معمولاً در سیستم‌های فرآیند صنعتی استفاده می‌شود. گیج فشار تفاضلی دو پورت ورودی دارد که هر کدام به درجه‌ای که فشار را نشان می‌دهد متصل هستند. در واقع چنین گیجی عملیات ریاضی تفریق را از طریق ابزار مکانیکی انجام می‌دهد و در نتیجه دیگر نیازی نیست که اپراتور یا سیستم کنترل هر دو گیج را به طور جداگانه نگاه کرده و تفاضل درجه آن‌ها از یکدیگر را به دست آورد.

اندازه‌گیری فشار خلاء متوسط بدون در اختیار داشتن زمینه مناسب می‌تواند مبهم باشد زیرا ممکن است فشار مطلق یا فشار گیج را بدون علامت منفی نشان دهند. بنابراین خلاء یک گیج ۲۶ inHg برابر با فشار مطلق ۳۰ inHg (فشار هوای معمول) می‌باشد، -۲۶ inHg=4 inHg .

معمولاً فشار جو در سطح دریا ۱۰۰ kPa است اما نسبت به سطح ارتفاع و آب و هوا متغیر است. اگر فشار مطلق یک مایع ثابت باقی بماند، فشار گیج همان مایع با تغییرات فشار جو تغییر خواهد کرد. برای مثال هنگامی که ماشینی به سمت نوک قله یک کوه حرکت می‌کند، (گیج) فشار لاستیک زیاد می‌شود زیرا فشار جو کم می‌گردد، اما فشار مطلق لاستیک اساساً بدون تغییر باقی می‌ماند.

استفاده از فشار جو را به عنوان مرجع با ” g ” نشان می‌دهند که نشان دهنده گیج موجود بعد از واحد فشار است، برای مثال: ۷۰ psig یعنی فشار اندازه‌گیری شده، فشار کل منهای فشار جو است. دو نوع فشار مرجع گیج وجود دارد: گیج دارای خروجی (vg- vented gauge) و گیج بسته (sg- sealed gauge).

ابزارهای اندازه‌گیری فشار

ابزارهای زیادی برای اندازه‌گیری فشار اختراع شده‌اند که هر کدام مزایا و معایبی دارند. دامنه فشار، حساسیت، پاسخ داینامیک و قیمت این ابزارها با یکدیگر متفاوت است. قدیمی‌ترین نوع این ابزارها مانومتر (فشارسنج) ستون مایع (لوله‌ای عمودی که با جیوه پر شده) می‌باشد که در سال ۱۶۴۳ توسط اوانجلیستا توریچلی اختراع شده است. فشارسنج لوله U شکل در سال ۱۶۶۱ توسط کریستین هایگنز اختراع شده است.

گیج فشار هیدرواستاتیک

گیج‌های هیدرواستاتیک (درست مانند فشارسنجی ستون جیوه) فشار را با نیروی هیدرواستاتیک موجود در پایه هر واحد از ستون مایع مقایسه می‌کند. گیج فشار هیدرواستاتیک مستقل از نوع گاز عمل می‌کند و می‌توان آن را طوری طراحی کرد که کالیبراسیونی بسیار خطی داشته باشد. پاسخ داینامیک این نوع گیج‌ها ضعیف است.

گیج فشار پیستونی

گیج فشار پیستونی فشار مایع را با استفاده از یک فنر یا تستر وزن موازنه می‌کند (مثلاً گیج فشار لاستیک که دقت نسبتاً کمی هم دارد)، یا ممکن است از آن برای کالیبره کردن گیج‌های دیگر استفاده شود.

گیج فشار ستون مایع (مانومتر)

مانومتر دارای یک ستون مایع است که دو سر آن در معرض فشارهای مختلفی قرار می‌گیرند. مایع درون ستون بالا و پایین می‌رود تا زمانی که وزن آن (نیروی اعمال شده از سوی جاذبه) در تعادل با تفاضل فشار میان دو سر لوله قرار بگیرد (نیروی اعمال شده از سوی فشار مایع). بارزترین نمونه مانومتر لوله‌ای U شکل است که نیمی از آن با مایع پر شده است، یک طرف آن را به ناحیه مورد نظر خود وصل کرده و طرف دیگر (که ممکن است فشار هوا یا خلاء باشد) تحت فشار مرجع قرار می‌گیرد. تفاوت سطح مایع نشان دهنده فشار اعمال شده است. فشار اعمال شده توسط ستون مایع با ارتفاع h و چگالی ρ از معادله هیدرواستاتیک به دست می‌آید، P = hgρ. بنابراین تفاضل فشار میان فشار اعمال شده Pa و فشار مرجع P0 در مانومتر U شکل از طریق این فرمول به دست می‌آید: Pa − P0 = hgρ. به عبارت دیگر فشار موجود در دو سر مایع (که در شکل با رنگ آبی نشان داده شده) باید در حالت تعادل قرار داشته باشد (چون مایع استاتیک است) و بنابراین : Pa = P0 + hgρ.

در اکثر اندازه‌گیری‌هایی که توسط ستون مایع (مانومتر) انجام می‌شود نتیجه اندازه‌گیری ارتفاع h معمولاً با میلیمتر سانتیمتر یا اینچ نشان داده می‌شود. h به عنوان رأس فشار نیز شناخته می‌شود. هنگامی که h به عنوان رأس فشار در نظر گرفته می‌شود فشار با واحد طول اندازه‌گیری شده و نوع مایع اندازه‌گیری باید تعیین گردد. زمانی که میزان دقت اهمیت دارد دمای مایع اندازه‌گیری نیز باید تعیین شود چون چگالی مایع تابع دما است. برای مثال ممکن است رأس فشار در اندازه‌گیری‌هایی که نوع مایع مانومتر جیوه یا آب است به صورت ۷۴۲٫۲ mmHg یا ۴٫۲ inH2O در ۵۹ درجه فارنهایت نوشته شود. ممکن است جهت تمیز دادن فشار بالا یا زیر فشار هوا از لغات “گیج” یا “خلاء” استفاده شود. میلیمتر جیوه و اینچ آب هر دو رأس‌های فشار متداولی هستند که می‌توان با استفاده از تبدیل واحد و فرمول‌های بالا آن‌ها را به واحدهای S.I. فشار تبدیل کرد.

اگر چگالی مایع مورد اندازه‌گیری زیاد باشد ممکن است ارتفاع میان سطح متحرک مایع مانومتر و مکانی که اندازه‌گیری فشار در آن انجام می‌شود نیاز به اصلاحات هیدرواستاتیک داشته باشد مگر اینکه بخواهیم فشار تفاضلی یک مایع را اندازه‌گیری کنیم، که در این صورت چگالی ρ باید با کم کردن چگالی مایع مورد اندازه‌گیری اصلاح شود.

گرچه که می‌توان از هر نوع مایعی استفاده کرد اما ترجیحاً از جیوه استفاده کنید چون چگالی‌اش بالاست (۱۳٫۵۳۴ g/cm3) و فشار بخارش کم است. بهتر است که برای اندازه‌گیری تفاضل فشارهای پایین از روغن سبک یا آب استفاده کنید. گیج‌های فشار ستون مایع دارای کالیبراسیون خطی بالایی است و پاسخ داینامیک آن ضعیف است چون ممکن است مایع موجود در ستون نسبت به تغییرات فشار به آرامی واکنش نشان دهد.

هنگام اندازه‌گیری خلاء ممکن است مایع تبخیر شده و به دلیل فشار بخار زیاد بتواند خلاء آلوده شود. هنگامی که فشار مایع را اندازه‌گیری می‌کنید حلقه‌ای که با گاز پر شده یا یک مایع سبک می‌تواند مایعات را ایزوله کرده تا با یکدیگر ترکیب نشوند، اما این کار غیر ضروری است. برای مثال هنگامی که برای اندازه‌گیری فشار تقاضلی مایعی مانند آب از جیوه به عنوان مایع مانومتر استفاده می‌شود. گیج‌های هیدرواستاتیک ساده می‌توانند محدوده کمی از دامنه فشار (۱۰۰ Pa) تا محدوده کمی از اتمسفر (تقریباً ۱٫۰۰۰٫۰۰۰ Pa) را اندازه‌گیری کنند.

انواع مانومتر:

• مانومتر ساده
• میکرو مانومتر
• مانومتر تفاضلی
• مانومتر تفاضلی معکوس

گیج فشار مک لئود (McLeod)

گیج فشار مک لئود نمونه‌ای از گاز را جدا کرده و آن را در یک مانومتر جیوه‌ای اصلاح شده فشرده می‌کند تا فشار به چند میلیمتر جیوه برسد. این تکنیک برای نظارت دائمی کُند و نامناسب است اما از دقت خوبی برخوردار است. بر خلاف گیج‌های مانومتر دیگر خوانش گیج فشار مک لئود به ترکیب گاز وابسته است، چون تفسیر آن به گاز نمونه‌ای که فشرده شده بستگی دارد. با توجه به فرآیند فشرده‌سازی گیج فشار مک لئود فشار جزئی ناشی از بخارهای غیر ایده‌آل متراکم را نادیده می‌گیرد (مثلاً روغن، جیوه و آب اگر به اندازه کافی فشرده شده باشند).

۰٫۱ mPa کمترین اندازه‌گیری مستقیم فشاری است که با این تکنولوژی امکان‌پذیر است. گیج‌های خلاء دیگر می‌توانند فشارهای کمتر از این را هم اندازه‌گیری کنند اما فقط به صورت غیر مستقیم و با اندازه‌گیری ویژگی‌های دیگر وابسته به فشار. این اندازه‌گیری‌های غیرمستقیم باید توسط اندازه‌گیری مستقیم با واحد‌های SI کالیبره شود.

گیج فشار آنروید (Aneroid)

گیج فشار آنروید دارای یک المان سنجش فشار فلزی است که تحت تفاضل فشار خم می‌شود. “آنروید” یعنی “بدون مایع” و این کلمه این گیج را از گیج‌های هیدرواستاتیک که در بالا ذکر شد تمیز می‌دهد. می‌توان از گیج‌های آنروید جهت اندازه‌گیری فشار مایع و گاز استفاده کرد و البته لازم به ذکر است که گیج فشار آنروید تنها گیجی نیست که می‌تواند بدون مایع کار کند. به همین دلیل در زبان مدرن اغلب به آن‌ها گیج مکانیکی می‌گویند.

گیج فشار آنروید بر خلاف گیج های گرمایی و یونیزه به نوع گاز اندازه‌گیری شده وابسته نیست و احتمال اینکه سیستم را آلوده کند از گیج های هیدرواستاتیک کمتر است. المان سنجش فشار می‌تواند لوله بوردون، دیافراگم، کپسول یا مجموعه‌ای از سیلندرها باشد که نسبت به تغییر فشار یک ناحیه تغییر شکل می‌دهند.[ مقاله پیشنهادی : گیج‌های فشار سیلندری، دیافراگمی و لوله بوردون ] تغییر شکل المان سنجش فشار توسط اتصال دهنده‌ای که به یک سوزن متصل است و یا توسط یک مبدل ثانویه خوانده می‌شود. متداول‌ترین مبدل‌های ثانویه در گیج‌های خلاء مدرن تغییر ظرفیت خازنی ناشی از تغییر شکل مکانیکی را اندازه‌گیری می‌کنند. گیج‌هایی که به تغییر ظرفیت خازنی وابسته هستند اغلب با عنوان مانومترهای ظرفیت خازنی شناخته می‌شوند.

گیج فشار لوله بوردون

گیج فشار لوله بوردون از جمع شدن و تغییر شکل سطح مقطع یک لوله تخت جهت اندازه‌گیری فشار استفاده می‌کند. ممکن است این تغییر شکل سطح مقطع بسیار جزئی باشد. فشار وارد شده به لوله با تبدیل لوله به شکل C یا مارپیچ [ مقاله پیشنهادی : گیج فشار لوله بوردون C شکل ] بزرگنمایی می‌شود، هنگامی که لوله تحت فشار قرار می‌گیرد تمایل به بازگشت به حالت اولیه خود دارد. یوجین بوردون این گیج را در سال ۱۸۴۹ در فرانسه اختراع کرد. گیج فشار لوله بوردون به دلیل حساسیت بسیار بالا، خطی بودن و دقت، بسیار مورد استقبال قرار گرفت. ادوارد اشکرافت حق اختراع بوردون را در سال ۱۸۵۲ خرید و تولید کننده عمده این گیج‌ها در آمریکا شد. همچنین در سال ۱۸۴۹ برنارد شیفر آلمانی یک گیج فشار دیافراگمی را اختراع کرد که بسیار موفق بود، این گیج همراه با گیج فشار بوردون انقلابی در اندازه‌گیری فشار در صنعت به وجود آوردند. اما در سال ۱۸۷۵ و پس از اینکه تاریخ ثبت اختراع بوردون منقضی شد، شرکت شیفر و بادنبرگ نیز شروع به تولید گیج‌های فشار لوله بوردون کردند.

گیج فشار لوله بوردون دارای یک لوله تخت با دیواره‌ای نازک است که یک سر آن بسته می‌باشد و انتهای توخالی آن به یک لوله ثابت متصل می‌باشد که فشار مایع از طریق آن اندازه‌گیری می‌‍شود. با افزایش فشار طرف بسته لوله در یک قوس حرکت می‌کند و این حرکت توسط یک اتصال دهنده که قابل تنظیم می‌‍باشد به نیروی چرخشی برای چرخ دنده تبدیل می‌گردد. علاوه بر چرخ دنده اصلی یکی چرخ دنده کوچک جناحی هم بر روی شفت عقربه وجود دارد که حرکت چرخ دنده را تقویت می‌کند. موقعیت اندیکاتور پشت عقربه، موقعیت اولیه شفت عقربه، طول اتصال دهنده و موقعیت اولیه آن، همگی اسباب کالیبره کردن عقربه جهت نشان دادن دامنه فشار مورد نظر توسط لوله بوردون می‌باشد. فشار تفاضلی را می‌توان از طریق گیج‌هایی که دو لوله بوردون و دو اتصال دهنده متفاوت دارند اندازه‌گیری کرد.

لوله بوردون فشار گیج را به نسبت فشار هوای محیط اندازه‌گیری می‌کند، بر خلاف فشار مطلق که خلاء در آن به عنوان یک حرکت معکوس شناخته می‌شود. برخی از بارومترهای آنروید از لوله بوردونی استفاده می‌کنند که دو طرف آن بسته است (اما اکثر آن‌ها از دیافراگم یا کپسول استفاده می‌کنند). اگر فشار مورد اندازه‌گیری به سرعت در حال تغییر و بالا و پایین رفتن باشد مانند زمانی که گیج در نزدیک پمپ قرار دارد، در لوله اتصال دهنده محدودیت روزنه ایجاد می‌شود تا از خراب شدن چرخ دنده‌ها جلوگیری شود و خوانشی متعادل صورت بگیرد. زمانی که همه گیج در معرض لرزش مکانیکی باشد، همه محفظه که شامل عقربه و اندیکاتور نیز هست با روغن یا گلیسیرین پُر می‌شود. ضربه زدن به محفظه گیج توصیه نمی‌شود زیرا مانع خوانش درست می‌گردد. لوله بوردون جدای از صفحه گیج است بنابراین هیچ تاثیری بر روی خوانش واقعی فشار ندارد. محدوده دقت گیج‌های مدرن با کیفیت، ۲%± است و محدوده دقت گیج‌های ویژه‌ای که دارای دقت بسیار بالا هستند ۰٫۱% مقیاس کامل می‌باشد.

تصویر زیر گیجی را نشان می‌دهد که محفظه آن برداشته شده است. این گیج خاص ترکیبی از گیج خلاء و گیج فشار است که برای عیب‌یابی خوردو استفاده می‌شود:

قسمت اندیکاتور همراه با کارت و شماره

• از سمت چپ صفحه برای اندازه‌گیری خلاء استفاده می‌شود؛ مقیاس درونی آن بر اساس سانتیمتر جیوه و مقیاس بیرونی آن بر اساس اینچ جیوه کالیبره شده است.
• از سمت راست صفحه برای اندازه‌گیری فشار پمپ سوخت یا افزایش توربو استفاده می‌شود؛ مقیاس درونی آن بر اساس کسر kgf/cm2 و مقیاس بیرونی آن بر اساس پوند در اینچ مربع کالیبره شده است.

قسمت مکانیکی لوله بوردون

جزییات مکانیکی

قطعات ثابت:

• A: بلوک گیرنده (ریسیور). این قطعه لوله ورودی را به انتهای ثابت لوله بوردون متصل می‌کند و صفحه شاسی را حفظ می‌کند. دو حفره موجود پیچش‌هایی که محفظه را ایمن می‌کنند دریافت می‌کنند.
• B: صفحه شاسی. کارت به این صفحه چسبیده است و حاوی حفره‌هایی است که محور در آن‌ها قرار می‌گیرد.
• C: صفحه شاسی ثانویه که انتهای بیرونی محورها را پشتیبانی می‌کند.
• D: قطعه‌ای که دو صفحه شاسی را به یکدیگر متصل کرده و بین آن‌ها فاصله ایجاد می‌کند.

قطعات متحرک:

• ۱- انتهای ثابت لوله بوردون. این قطعه با لوله ورودی درون بلوک گیرنده در ارتباط است.
• ۲- انتهای متحرک لوله بوردون. این انتها بسته شده است.
• ۳- لولا و پین لولا
• ۴- پیوندی که پین لولا را به وسیله پین‌هایی که قابلیت چرخش دارند به اهرم متصل می‌کند.
• ۵- اهرم که بخشی از چرخ دنده است.
• ۶- پین محور چرخ دنده
• ۷- چرخ دنده
• ۸- سوزن اندیکاتور که دارای چرخ دنده‌ای است که با چرخ‌دنده اصلی درگیر است و بر روی سطح باز شده و سوزن اندیکاتور را حرکت می‌دهد. به دلیل فاصله کم بین بازوی اهرمی و پین محور و تفاوت شعاع چرخ‌دنده اصلی و چرخ‌دنده اندیکاتور هرگونه حرکت لوله بوردون تا حد زیادی تقویت می‌شود. یک حرکت کوچک لوله موجب حرکت زیاد سوزن اندیکاتور می‌شود.
• ۹- فنر تعادلی که رشته چرخ دنده را از پیش بارگذاری میکند تا تسمه چرخ‌دنده و پسماند حذف شوند.

گیج فشار دیافراگم

نوع دوم گیج فشار آنروید از انحراف یک پوسته منعطف استفاده کرده که نواحی مختلف فشار را از یکدیگر جدا می‌کند. میزان انحراف برای فشارهای شناخته شده قابل تکرار است پس می‌توان با استفاده از کالیبراسیون فشار را تعریف کرد. تغییر شکل یک دیافراگم نازک به تفاضل فشار در دو سوی آن بستگی دارد. جهت اندازه‌گیری فشار گیج می‌توان صفحه مرجع را در هوای باز گذاشت، جهت اندازه‌گیری فشار تفاضلی می‌توان پورت دوم را باز گذاشت و جهت اندازه‌گیری فشار مطلق می‌توان آن را در برابر خلاء مهر و موم کرد یا از مرجع ثابت دیگری استفاده نمود. جهت اندازه‌گیری تغییر شکل می‌توان از تکنیک‌های مکانیکی، اُپتیکال یا خازنی استفاده کرد. دیافراگم‌های سرامیکی و فلزی هر دو مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دامنه مفید: بیش از  تور (تقریباً ۱ Pa)

جهت اندازه‌گیری فشار مطلق اغلب از کپسول‌های فشار جوش داده شده‌ای استفاده می‌شود که در هر سمت خود دارای دیافراگم هستند.

شکل:

• تخت
• موج‌دار
• لوله تخت
• کسپول

گیج فشار سیلندری

جهت اندازه‌گیری فشارهای جزئی، تفاضل فشار و یا فشار مطلق می‌توان از چرخ دنده و سوزنی استفاده کرد که در یک محفظه سیلندری بسته که آنروید نامیده می‌شود (یعنی بدون مایع) قرار دارند (بارومترهای اولیه از ستون مایعی از آب یا جیوه مایع معلق در خلاء استفاده می‌کردند). از پیکربندی سیلندر در بارومترهای آنروید (بارومترهایی که دارای یک سوزن و یک کارت شماره هستند)، ارتفاع سنج‌ها، بارگراف ثبت ارتفاع و ابزارهای اندازه‌گیری ارتفاع موجود در رادیوسوندهای بالونی آب و هوا، استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها از یک محفظه بسته به عنوان فشار مرجع استفاده کرده و توسط فشار خارجی هدایت می‌شوند. دیگر ابزارهای حساس در صنعت هوانوردی مانند اندیکاتور سرعت هوا و اندیکاتور نرخ صعود (واریومتر)، هر دو اتصالاتی به بخش‌های داخلی محفظه آنروید و یک محفظه بسته خارجی دارند.

گیج فشار مغناطیسی

این گیج جهت تفسیر و تبدیل فشار تفاضلی به حرکت عقربه از جذب دو آهن‌ربا استفاده می‌کند. با افزایش فشار تفاضلی آهنربای چسبیده به پیستون یا دیافراگم حرکت می‌کند. سپس آهنربای چرخشی که به عقربه متصل است نیز در هماهنگی با آن حرکت می‌کند. برای ایجاد دامنه‌های مختلف فشار می‌توان سرعت فنر را افزایش یا کاهش داد.

گیج فشار چرخان

گیج فشار چرخان میزان چرخش گویی را اندازه‌گیری می‌کند که با ویسکوزیته گاز اندازه‌گیری شده کُند می‌شود. گوی از فولاد ساخته شده و به صورت مغناطیسی درون یک لوله فولادی معلق است که یک طرف آن بسته است و طرف دیگر آن در معرض گاز قرار دارد. سرعت گوی افزایش می‌یابد (تا حدود rad/s 2500) و سرعت پس از خاموش کردن درایو و توسط مبدل‌های الکترومغناطیسی اندازه‌گیری می‌شود. دامنه این ابزار ۱۰-۵ الی ۱۰۲ Pa می‌باشد. این میزان دقت و ثبات به حدی هست که بتوان به عنوان یک استاندارد ثانویه از آن استفاده کرد. استفاده درست از این ابزار نیازمند کمی دانش و مهارت است. اصلاحات مختلفی باید انجام شود و گوی باید ۵ ساعت پیش از استفاده در فشاری کمتر از فشاری که می‌خواهیم اندازه‌گیری کنیم بچرخد. گیج فشار چرخان بیشتر برای کالیبراسیون مفید بوده و در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، زیرا در آنجا به دقت بالا نیاز داشته و تکنسین‌های واجد شرایط نیز در دسترس هستند.

سنسورهای فشار الکترونیکی

گیج استرین پیزومقاومتی

از اثر پیزومقاومتی برای کشف کشش ناشی از فشار وارد شده استفاده می‌کند.

سنسور خازنی

از دیافراگم یا حفره فشار برای ایجاد یک خازن متغیر استفاده می‌کند تا کشش ناشی از فشار وارده را کشف کند.

سنسور مغناطیسی

به وسیله تغییرات اندوکتانس (مقاومت مغناطیسی)، LVDT، اثر هال یا جریان گردابی جا به جایی دیافراگم را اندازه‌گیری می‌کند.

سنسور پیزوالکتریک

از اثر پیزوالکتریک در برخی متریال‌ها مانند کوارتز جهت اندازه‌گیری کشش ناشی از فشار در مکانیزم سنجش استفاده می‌کند.

سنسور اُپتیکال

از تغییر فیزیکی فیبر اُپتیکی برای کشف کشش ناشی از فشار استفاده می‌کند.

سنسور پتانسیومتریک

از حرکت پاک کننده موجود در مکانیزم مقاومتی جهت کشف کشش ناشی از فشار استفاده می‌کند.

سنسور رزونانس

از تغییرات فرکانس رزونانس در مکانیزم سنجش برای اندازه‌گیری کشش یا تغییرات چگالی گاز ناشی از فشار استفاده می‌کند.

گیج فشار رسانایی گرمایی

به طور کلی هنگامی که چگالی گاز افزایش می‌یابد (که ممکن است نشان دهنده افزایش فشار نیز باشد) قابلیت آن برای هدایت گرما افزایش می‌یابد. در این نوع گیج یک رشته سیم توسط جریان جاری گرم می‌شود. سپس می‌توان از یک ترموکوپل یا دماسنج مقاومتی (RTD) جهت اندازه‌گیری دمای رشته سیم استفاده کرد. این دما به سرعت از دست دادن گرمای سیم به گاز اطرافش و در نهایت رسانای گرمایشی بستگی دارد. ونوع دیگر این نوع گیج، گیج پیرانی (Pirani ) است که از یک رشته پلاتینی هم به عنوان المان گرمایشی و هم به عنوان RTD استفاده می‌کند. میزان دقت این گیج‌ها بین ۱۰-۳ Torr الی ۱۰ Torr می‌باشد، اما کالیبراسیون آن‌ها نسبت به ترکیبات شیمیایی گازهای مورد اندازه‌گیری حساس است.

گیج فشار پیرانی (تک سیمه)

گیج فشار پیرانی شامل یک سیم فلزی است که برای اندازه‌گیری فشار استفاده می‌شود. سیم توسط جریان درونش گرم شده و با گاز اطرافش خنک می‌شود. اگر فشار گاز کاهش پیدا کند اثر خنک کنندگی هم کاهش می‌یابد، بنابراین دمای تعادل سیم افزایش خواهد یافت. مقاومت سیم عملکرد دمای آن است: با اندازه‌گیری ولتاژ در سر تا سر سیم و جریانی که درونش وجود دارد، می‌توان مقاومت (و در نتیجه فشار گاز) را اندازه‌گیری کرد. این گیج فشار توسط مارسلو پیرانی اختراع شده است.

گیج فشار پیرانی (دو سیمه)

در این گیج از یک سیم فنری مانند به عنوان تولید کننده گرما استفاده شده و از سیم دیگر جهت اندازه‌گیری دمای ناشی از انتقال گرما استفاده می‌شود. گیج‌های ترموکوپلی و گیج‌های مقاومت گرمایی بدین شیوه کار می‌کنند و از ترموکوپل و مقاومت گرمایی برای اندازه‌گیری دمای سیم گرم شده استفاده می‌کنند.

گیج فشار یونیزه

گیج های فشار یونیزه حساس‌ترین گیج ها در اندازه‌گیری فشارهای پایین هستند. آن‌ها فشار را به صورت غیر مستقیم و به وسیله یون‌های الکتریکی تولید شده در هنگام بمباران شدن گاز با الکترون‌ها اندازه‌گیری می‌کنند. گازهایی که چگالی کمتری دارند یون‌های کمتری هم تولید می‌کنند. کالیبراسیون یک گیج فشار یونیزه ناپدایدار است و به طبیعت گازهای مورد اندازه‌گیری بستگی دارد که همیشه هم شناخته شده نیستند. می‌توان گیج فشار یونیزه را در برابر گیج فشار مک لئود کالیبره کرد که گیجی بسیار پایدارتر است و مستقل از شیمی گاز می‌باشد.

انتشار حرارتی تولید الکترون می‌کند که با اتم‌های گاز برخورد داشته و یون‌های مثبت تولید می‌کند. یون‌ها به الکترودی جذب می‌شوند که با عنوان جمع کننده (collector) شناخته می‌شود. جریان موجود در کالکتور متناسب با سرعت یونیزاسیون است که عملکرد فشار در سیستم می‌باشد. بنابراین اندازه‌گیری جریان کالکتور به گاز فشار وارد می‌کند. چندین نوع گیج فشار یونیزه وجود دارد.

دامنه مفید:  Torr –   (تقریباً Pa –  )

گیج فشار یونیزه عمدتاً دو نوع است: کاتد گرم و کاتد سرد. در نسخه کاتد گرم رشته‌ای که به صورت الکتریکی گرم شده یک پرتو الکترون تولید می‌کند. الکترون‌ها وارد گیج شده و مولکول‌های گاز اطراف آن را یونیزه می‌کنند. یون‌های حاصله بر روی الکترود منفی جمع می‌شوند. جریان به تعداد یون‌ها بستگی دارد که آن‌ها هم به فشار موجود در گیج وابسته هستند. دقت گیج های فشار کاتد گرم از ۱۰-۳ Torr الی ۱۰-۱۰ Torr می‌باشد.

اصول گیج فشار کاتد سرد هم مشابه کاتد گرم است با این تفاوت که یون‌ها در اثر تخلیه ولتاژ بالا تولید می‌شوند. دقت گیج های فشار کاتد سرد از۱۰-۲ Torr  الی ۱۰-۹ Torr می‌باشد. کالیبراسیون گیج فشار یونیزه خیلی نسبت به هندسه ساخت، ترکیبات شیمیایی گازهای مورد اندازه‌گیری و خوردگی و رسوبات سطح حساس است. ممکن است در اثر فعال شدن این گیج ها در فشار هوا یا خلاء پایین کالیبراسیون‌شان به هم بخورد. معمولاً ترکیبات گازها در میزان خلاء بالا غیر قابل پیش‌بینی است، بنابراین جهت انجام یک اندازه‌گیری دقیق باید طیف سنج جرمی و گیج یونیزه را با هم مورد استفاده قرار داد.

گیج فشار یونیزه کاتد گرم

گیج فشار یونیزه کاتد گرم عمدتاً از سه الکترود تشکیل شده که با یکدیگر کار می‌کنند و کاتد همان رشته است. هر سه الکترود شامل یک کالکتور یا صفحه، یک رشته و یک توری هستند. جریان کالکتور با واحد پیکوآمپر و توسط یک الکترومتر اندازه‌گیری می‌شود. معمولاً ولتاژ رشته به زمین به طور بالقوه ۳۰ ولت است، درحالیکه ولتاژ توری بین ۱۸۰ الی ۲۱۰ ولت می‌باشد، مگر اینکه بخواهیم با گرم کردن توری الکترون را بمباران کنیم که در این صورت پتانسیل تا ۵۶۵ ولت هم وجود دارد.

گیج فشار یونیزه کاتد سرد

دو نوع گیج فشار یونیزه کاتد سرد وجود دارد: گیج پنینگ (که توسط فرانس میشل پنینگ اختراع شده) و گیج مگنترون معکوس که گیج سرقرمز هم نامیده می‌شود. تفاوت این دو گیج موقعیت قرارگیری آنود نسبت به کاتد است. هیچ کدام از این گیج‌ها رشته‌ای ندارند و هر کدام برای کار کردن نیازمند ۴ kV برق هستند. مگنترون معکوس می‌تواند تا ۱×۱۰-۱۲ Torr را اندازه‌گیری کند. گیج فشار یونیزه کاتد سرد در فشارهای بسیار پایین به سختی کار می‌کند زیرا عدم وجود گاز برقراری جریان الکترود را دشوار می‌سازد.