Vzťah medzi piezorezistívnym snímačom tlaku a výstupmi

Piezorezistívne tlakové senzory sú typom tlakových senzorov, ktoré využívajú piezorezistívny efekt na meranie tlaku.Piezorezistívny efekt sa týka zmeny elektrického odporu materiálu, keď je vystavený mechanickému namáhaniu alebo deformácii.V piezorezistívnych tlakových snímačoch sa na premenu aplikovaného tlaku na mechanickú deformáciu zvyčajne používa membrána alebo membrána, ktorá následne spôsobuje zmeny odporu piezorezistívnych prvkov.

Vzťah medzi tlakom a výstupom pre piezorezistívny tlakový snímač je ovplyvnený konštrukciou a materiálovými vlastnosťami snímača.Tu je prehľad všeobecného vzťahu:

1. Priamy proporcionálny vzťah:

Vo väčšine piezorezistívnych tlakových snímačov existuje priamy a lineárny vzťah medzi aplikovaným tlakom a zmenou elektrického odporu.Keď tlak stúpa, membrána alebo membrána snímača sa deformuje, čo spôsobuje napätie piezorezistívnych prvkov.Toto napätie vedie k zmene odporu a táto zmena je úmerná aplikovanému tlaku.Zmena odporu sa môže merať pomocou obvodu Wheatstoneovho mostíka alebo iných metód úpravy signálu.

2. Konfigurácia Wheatstone Bridge:

Piezorezistívne tlakové snímače často využívajú obvod Wheatstoneovho mostíka na presné meranie zmeny odporu.Mostíkový obvod pozostáva z viacerých piezorezistívnych prvkov, z ktorých niektoré sú vystavené namáhaniu vyvolanému tlakom, zatiaľ čo iné nie.Rozdielna zmena odporu medzi napnutými a nenapnutými prvkami sa používa na generovanie výstupného napätia, ktoré je úmerné aplikovanému tlaku.

3. Kondicionovanie výstupného signálu:

Výstupom piezorezistívneho tlakového snímača je typicky analógový napäťový signál.Výstupné napätie zodpovedá zmene odporu a následne aplikovanému tlaku.Obvod na úpravu signálu možno použiť na zosilnenie, filtrovanie a kalibráciu výstupného signálu na získanie presných hodnôt tlaku.

4. Kalibrácia:

Kvôli výrobným toleranciám a odchýlkam vo vlastnostiach snímačov si piezorezistívne tlakové snímače často vyžadujú kalibráciu, aby sa zabezpečilo presné meranie tlaku.Kalibrácia zahŕňa určenie presného vzťahu medzi výstupným napätím snímača a skutočným aplikovaným tlakom.Túto kalibráciu možno dosiahnuť testovaním a porovnaním s referenčným štandardom.

Stručne povedané, vzťah medzi tlakom a výstupom pre piezorezistívny tlakový snímač je typicky lineárny a proporcionálny.So zvyšujúcim sa tlakom sa mení odpor snímača, čo vedie k zodpovedajúcej zmene výstupného napätia.Konfigurácia Wheatstoneovho mostíka a úprava signálu zohrávajú dôležitú úlohu pri premene zmien odporu na použiteľné a presné meranie tlaku.