W nowoczesnych technologiach nastąpił prawdziwy boom, a rozwój technologiczny tak naprawdę jeszcze bardziej przyśpieszył. Obecnie w pomiarach inżynierskich lub wysoce specjalistycznych wykorzystuje się nowoczesne mierniki ciśnieniowe, które nie korzystają z klasycznych metod oceny ciśnienia jako stopnia odkształcenia znanego i skalibrowanego materiału. W XXI wieku klasyczny przetwornik ciśnienia opiera się na zjawisku piezoelektrycznym.
Postęp w pomiarach ciśnieniowych – co się zmieniło?
Kiedyś pomiary ciśnienia były jedynie relatywizowane do nacisku grawitacyjnego jakiejś dowolnej masy materii – z uwzględnieniem masy oraz przyśpieszenia ziemskiego. Z czasem i za sprawą Blaise Pascala zaczęto oceniać ciśnienia hydrostatyczne, a za miernik służyła wysokość określonego słupa cieczy – np. wody w obrębie naczynia kapilarnego lub naczyń połączonych. Wykorzystanie rtęciowych manometrów podniosło znacząco dokładność i uniezależniło pomiary ciśnienia od licznych czynników zewnętrznych. Obecnie już zaczęto odchodzić od klasycznych pomiarów ciśnienia i coraz częściej wykorzystywane są zjawiska elektryczne, takie jak choćby zjawisko piezoelektryczne. Przetwornik różnicy ciśnień może generować konkretne pomiary za sprawą odkształcenia kryształu np. kwarcowego i wprost proporcjonalnej do odkształcenia zmiany potencjału elektrycznego i przepływu prądu od kryształu do miernika. Analogowy sygnał elektryczny może być transponowany do sygnału cyfrowego za sprawą specjalnych przetworników i odbiorników. Kryształy są niewielkich rozmiarów, mogą działać w skrajnie zróżnicowanych warunkach otoczenia oraz cechują się niezwykłą wręcz dokładnością.
Jak zbudowane są obecnie manometry?
Są to najczęściej układy monolityczne, które zawierają zamkniętą w obudowie membranę z kryształem piezoelektrycznym. Przyłożony do kryształu nacisk powoduje przemieszczenie się wolnych jonów znajdujących się w strukturze krystalicznej. To generuje różnicę potencjałów i przesunięcia ładunków dodatnich i ujemnych, co sprawia, że w obrębie układu pojawia się różnica potencjałów, a więc i przepływ prądu. Przepływ jest bardzo mocno zależny od stopnia odkształcenia kryształu, który często jest naprawdę bardzo niewielkich rozmiarów.