Odnos između piezorezistivnog senzora pritiska i izlaza

Piezorezistivni senzori pritiska su tip senzora pritiska koji koristi piezorezistivni efekat za merenje pritiska. Piezorezistivni efekat se odnosi na promjenu električnog otpora materijala kada je podvrgnut mehaničkom naprezanju ili deformaciji. U piezorezistivnim senzorima pritiska, dijafragma ili membrana se obično koriste za pretvaranje primijenjenog pritiska u mehaničku deformaciju, što zauzvrat uzrokuje promjene u otporu piezorezistivnih elemenata.

Na odnos između pritiska i izlaza za piezorezistivni senzor pritiska utiču dizajn i svojstva materijala senzora. Evo pregleda općeg odnosa:

1. Direktno proporcionalni odnos:

U većini piezorezistivnih senzora pritiska postoji direktna i linearna veza između primijenjenog tlaka i promjene električnog otpora. Kako pritisak raste, dijafragma ili membrana senzora podliježu deformaciji, uzrokujući naprezanje piezorezistivnih elemenata. Ovo naprezanje dovodi do promjene otpora, a ta promjena je proporcionalna primijenjenom pritisku. Promjena otpora može se izmjeriti korištenjem Wheatstoneovog mosnog kola ili drugih metoda za kondicioniranje signala.

2. Wheatstone Bridge konfiguracija:

Piezorezistivni senzori pritiska često koriste Wheatstoneov most za precizno mjerenje promjene otpora. Mostno kolo se sastoji od više piezorezistivnih elemenata, od kojih su neki podvrgnuti naprezanju izazvanom pritiskom, dok drugi nisu. Diferencijalna promjena otpora između napregnutih i nenapregnutih elemenata koristi se za stvaranje izlaznog napona koji je proporcionalan primijenjenom pritisku.

3. Kondicioniranje izlaznog signala:

Izlaz piezorezistivnog senzora pritiska je obično analogni naponski signal. Izlazni napon odgovara promjeni otpora i, posljedično, primijenjenom pritisku. Kolo za kondicioniranje signala može se koristiti za pojačavanje, filtriranje i kalibraciju izlaznog signala kako bi se dobila tačna očitanja tlaka.

4.Kalibracija:

Zbog proizvodnih tolerancija i varijacija u svojstvima senzora, piezorezistivni senzori pritiska često zahtijevaju kalibraciju kako bi se osigurala precizna mjerenja tlaka. Kalibracija uključuje određivanje tačnog odnosa između izlaznog napona senzora i stvarnog pritiska koji se primenjuje. Ova kalibracija se može postići testiranjem i poređenjem sa referentnim standardom.

Ukratko, odnos između pritiska i izlaza za piezorezistivni senzor pritiska je obično linearan i proporcionalan. Kako pritisak raste, otpor senzora se mijenja, što dovodi do odgovarajuće promjene izlaznog napona. Konfiguracija Wheatstoneovog mosta i kondicioniranje signala igraju važnu ulogu u pretvaranju promjena otpora u upotrebljivo i precizno mjerenje tlaka.