압력센서 Gauge·Absolute·Differential 차이｜게이지압·절대압·차압 해석

압력센서 데이터시트를 보면 Gauge, Absolute, Differential이라는 표기를 자주 볼 수 있습니다.

세 방식은 모두 압력을 측정하지만 어떤 압력을 기준점으로 삼느냐가 다릅니다.

가장 간단하게 보면

Gauge = 현재 대기압을 0으로 측정

Absolute = 완전진공을 0으로 측정

Differential = 두 지점의 압력 차이를 측정

한다고 이해하면 됩니다.

세 가지 압력의 차이

종류	기준점	대표적인 용도
Gauge Pressure	현재 대기압	타이어, 공압, 유압
Absolute Pressure	완전진공	진공장비, 기압, 고도
Differential Pressure	다른 압력점	필터, 유량, 탱크 레벨

센서를 선택할 때는 측정범위보다 먼저 무엇을 기준으로 압력을 측정해야 하는지 확인하는 것이 중요합니다.

Gauge Pressure란?

Gauge Pressure는 한국어로 게이지압 또는 상대압이라고 합니다.

현재 주변 대기압을 0으로 놓고 그보다 얼마나 높은지 또는 낮은지를 측정합니다.

관계식은

Pg = Pabs – Patm

입니다.

여기서

Pg = 게이지압

Pabs = 절대압

Patm = 대기압

입니다.

우리가 자동차 타이어의 압력을 250kPa라고 말할 때 일반적으로 이 값은 게이지압입니다.

타이어 내부의 실제 절대압은 여기에 대기압을 더한 값이 됩니다.

500kPa Gauge를 Absolute로 바꿔보자

대기압을 약

101.3kPa

이라고 가정하겠습니다.

센서가

500kPa(g)

를 표시한다면 절대압은

Pabs = Pg + Patm

이므로

500 + 101.3 = 601.3kPa(abs)

가 됩니다.

즉

500kPa Gauge ≠ 500kPa Absolute

입니다.

같은 숫자라도 기준점이 다르면 실제 압력이 달라집니다.

대기압이 바뀌면 Gauge 값도 영향을 받을까?

Gauge 센서는 현재 대기압을 기준으로 합니다.

따라서 센서의 기준측이 주변 공기와 연결되어 있다면 고도나 기상조건에 따라 변하는 대기압을 기준으로 측정하게 됩니다.

예를 들어 밀폐된 탱크 내부 압력이 절대적으로 동일하더라도 주변 대기압이 변하면 게이지압 값은 달라질 수 있습니다.

반대로 Absolute 센서는 완전진공을 기준으로 하기 때문에 대기압 변화와 관계없이 절대적인 압력을 측정할 수 있습니다.

Absolute Pressure란?

Absolute Pressure는 절대압입니다.

기준점은

완전진공 = 0Pa(abs)

입니다.

따라서 절대압은 원칙적으로 음수가 될 수 없습니다.

관계식은

Pabs = Pg + Patm

입니다.

절대압 센서 내부에는 일반적으로 진공에 가까운 기준공간이 만들어져 있고, 이 기준압과 측정압의 차이를 측정합니다.

대표적인 사용 분야는

기압 측정
진공 시스템
고도 측정
기상관측
일부 공정 압력측정

등입니다.

80kPa Absolute는 진공일까?

대기압을 101.3kPa라고 가정하면

Pabs = 80kPa

일 때 Gauge Pressure는

Pg = 80 – 101.3

= -21.3kPa(g)

가 됩니다.

즉 주변 대기압보다 약 21.3kPa 낮은 압력이므로 진공 상태의 게이지압으로 볼 수 있습니다.

같은 상태를

80kPa(abs)

또는

-21.3kPa(g)

처럼 서로 다른 기준으로 표현할 수 있는 것입니다.

Differential Pressure란?

Differential Pressure는 차압입니다.

대기압이나 완전진공을 기준으로 하는 것이 아니라 두 지점의 압력 차이를 측정합니다.

기본식은

ΔP = P1 – P2

입니다.

예를 들어

필터 입구 = 150kPa
필터 출구 = 140kPa

라면

ΔP = 150 – 140 = 10kPa

입니다.

즉 필터 전후에서 10kPa의 압력손실이 발생하고 있다는 뜻입니다.

필터에서 차압을 측정하는 이유

산업현장에서 Differential Pressure가 많이 사용되는 대표적인 곳이 필터 관리입니다.

필터가 깨끗할 때는 유체가 비교적 쉽게 통과하므로 전후 압력차가 작습니다.

하지만 먼지나 이물질이 쌓이면 유체가 통과하기 어려워져 압력손실이 커집니다.

예를 들어

신품 필터 = 2kPa
사용 중 = 8kPa
교체기준 = 15kPa

처럼 관리할 수 있습니다.

따라서 단순 시간주기로 필터를 교체하는 것보다 실제 차압을 이용해 막힘 상태를 판단할 수 있습니다.

Differential 센서의 High·Low 포트는 무엇일까?

차압센서에는 보통 두 개의 압력 포트가 있습니다.

H 또는 High = 높은 압력을 연결하는 쪽

L 또는 Low = 낮은 압력을 연결하는 쪽

입니다.

계산은 보통

ΔP = PH – PL

로 이루어집니다.

예를 들어

High = 120kPa
Low = 100kPa

이면

ΔP = +20kPa

입니다.

반대로 연결하면

ΔP = -20kPa

가 될 수 있습니다.

따라서 차압센서 설치에서는 High·Low 포트 방향을 반드시 확인해야 합니다.

차압으로 탱크 레벨도 측정할 수 있다

밀폐된 탱크에서는 액체 위쪽에도 압력이 존재하기 때문에 단순 Gauge 센서만으로 액체 높이를 측정하기 어려울 수 있습니다.

이때 차압센서를 사용해

High Port = 탱크 하부

Low Port = 탱크 상부

에 연결하면 상부의 기체압력을 서로 상쇄하고 액체 높이에 의해 발생하는 압력차를 측정할 수 있습니다.

액체의 정수압은 기본적으로

P = ρgh

관계로 계산합니다.

따라서 밀도를 알고 있다면 측정된 차압을 이용해 액체의 높이도 계산할 수 있습니다.

물 1m의 압력을 계산해보자

물의 밀도를 약

ρ = 1000kg/m³

중력가속도를

g = 9.81m/s²

높이를

h = 1m

라고 하면

P = ρgh

= 1000 × 9.81 × 1

= 9810Pa

= 9.81kPa

입니다.

즉 물기둥 약 1m는 약 9.81kPa의 압력을 만듭니다.

차압센서가 탱크에서 약 19.6kPa를 측정한다면 단순 조건에서는 약 2m의 물 높이에 해당한다고 계산할 수 있습니다.

Sealed Gauge는 또 무엇일까?

압력센서 데이터시트에는 Sealed Gauge라는 방식도 있습니다.

일반 Gauge 센서는 현재 대기압을 기준으로 하지만 Sealed Gauge 센서는 센서 내부에 봉인된 기준압을 사용합니다.

높은 압력범위에서는 작은 대기압 변화가 전체 측정값에 미치는 영향이 작기 때문에 이런 구조가 사용될 수 있습니다.

따라서 제품번호에서

G = Gauge

A = Absolute

SG = Sealed Gauge

처럼 구분되는 경우가 있습니다.

실제 OMEGA의 일부 압력계 제품도 이러한 방식으로 압력 타입을 별도로 구분합니다. 오메가

데이터시트에서 G·A·DP는 어떻게 읽을까?

예를 들어 제품 사양이

Range: 0~10 bar G

라고 되어 있다면

대기압을 0으로 하는 0~10bar Gauge Pressure 센서입니다.

반면

Range: 0~10 bar A

라면 완전진공을 기준으로 하는 0~10bar Absolute Pressure 센서입니다.

또

Range: 0~100kPa DP

라면 두 포트 사이의 압력차를 최대 100kPa까지 측정하는 Differential Pressure Sensor라고 볼 수 있습니다.

센서를 주문할 때는 같은 0~10bar라도 G인지 A인지 반드시 확인해야 합니다.

흔히 잘못 해석하는 부분

첫 번째는

“0bar는 항상 완전진공이다.”

라는 생각입니다.

Gauge Pressure에서 0bar는 일반적으로 현재 대기압과 같은 상태입니다.

완전진공 0은 Absolute Pressure 기준입니다.

두 번째는

“Gauge 1bar와 Absolute 1bar는 같다.”

는 생각입니다.

대기압을 약 1bar라고 보면

1bar(g) ≈ 약 2bar(abs)

수준이 됩니다.

세 번째는

“Differential은 두 개의 Gauge 센서와 항상 같다.”

는 생각입니다.

계산상 두 압력을 빼서 차압을 구할 수 있지만 실제 차압센서는 작은 압력차를 정밀하게 측정하도록 설계된 제품이 많습니다.

예를 들어 양쪽 배관압력이 각각 약 10bar인데 그 차이가 10kPa뿐이라면 전용 차압센서가 더 적합할 수 있습니다.

정리

Gauge·Absolute·Differential Pressure의 가장 중요한 차이는 압력의 기준점입니다.

Gauge = 현재 대기압 기준

Absolute = 완전진공 기준

Differential = 두 측정점의 차이

기본 관계는

Pabs = Pg + Patm

ΔP = P1 – P2

입니다.

압력센서를 선택할 때는

측정 목적 → Gauge·Absolute·Differential → 압력범위 → 단위 → 정확도 → 최대 허용압력

순서로 확인하면 데이터시트를 훨씬 정확하게 읽을 수 있습니다.

참고자료

• WIKA – Gauge pressure & absolute pressure: Differences: Gauge Pressure는 절대압과 현재 대기압의 차이이며, Absolute Pressure는 완전진공을 기준으로 한다는 기본 관계를 설명합니다. WIKA blog
• WIKA – Introduction to Differential Pressure Measurement: 차압을 두 압력 사이의 차이로 정의하고 필터 상태, 밀폐탱크 레벨, 배관 유량 등 대표적인 활용사례를 설명합니다. WIKA blog
• OMEGA – DPG409 / PXM409 Pressure Measurement: 실제 압력계와 압력 트랜스듀서에서 Gauge·Absolute·Sealed Gauge·Vacuum 등의 압력 타입이 별도 사양으로 제공되는 사례를 확인할 수 있습니다. 오메가