Les capteurs de pression sont en demande depuis l’avènement de l’ère de la vapeur. Des milliards de ces capteurs sont utilisés quotidiennement pour surveiller la pression des fluides dans les tuyaux, les moteurs, l’hydraulique ou dans la nature. Des capteurs spécialisés sont également utilisés pour déterminer la pression des solides ou des gaz. Un capteur de pression typique mesure environ un pouce cube, bien que certains puissent être cent fois plus petits, par exemple ceux utilisés dans les systèmes microélectromécaniques.
La plupart des capteurs de pression modernes fonctionnent sur la base d’un principe appelé piézorésistance. La pression amène un matériau à conduire l’électricité à un certain taux, conduisant à un niveau spécifique de flux de charge associé à un niveau spécifique de pression. Cette charge est transmise à un fil qui mène à un panneau de commande et à un affichage pour une analyse humaine.
Les capteurs de pression conventionnels utilisent des résistances à film, des jauges de contrainte, des alliages métalliques ou des semi-conducteurs polycristallins comme support résistif. Ces matériaux conduisent plus ou moins l’électricité en fonction des déformations géométriques de leur structure. Étant donné qu’une augmentation linéaire de la pression ne conduit pas à une amplitude linéaire de la déformation, des techniques d’étalonnage doivent être utilisées pour déterminer la pression réelle. Ceux-ci sont intégrés dans la grande majorité des systèmes.
Dans les capteurs de pression plus sensibles à base de semi-conducteurs monocristallins, qui sont fabriqués à l’aide de la technologie des semi-conducteurs conventionnelle, de minuscules déformations peuvent donner lieu à de grands changements de résistance. Le changement de résistance n’est pas basé sur des déformations géométriques dans le matériau conducteur, mais sur un gauchissement structurel plus petit et plus délicat.
Il existe plusieurs types de capteurs de pression. L’un est un capteur de pression absolue, qui mesure la pression absolue en utilisant un vide comme point de référence. Un autre est un capteur de jauge, qui mesure la pression par rapport à la pression atmosphérique ambiante. Il existe également des capteurs de pression différentielle, qui mesurent la différence de pression entre deux contacts.
Habituellement, il y a un milieu intermédiaire entre le fluide mesuré et le capteur de pression lui-même. Un diaphragme métallique ou une chambre à fluide hermétiquement scellée est souvent utilisé. En particulier lors de la mesure de la pression de matériaux volatils ou corrosifs, comme l’huile chaude dans un moteur, une couche intermédiaire est utilisée pour éviter d’endommager le délicat dispositif de détection. Outre leur utilisation quasi omniprésente dans les équipements de traitement, les capteurs de pression sont également utilisés par les naturalistes pour déterminer des variables telles que la profondeur d’une banquise ou la densité d’une couche rocheuse.