Ang ugnayan sa pagitan ng piezoresistive pressure sensor at mga output

Ang mga sensor ng presyon ng piezoresistive ay isang uri ng sensor ng presyon na gumagamit ng epekto ng piezoresistive upang sukatin ang presyon. Ang piezoresistive effect ay tumutukoy sa pagbabago sa electrical resistance ng isang materyal kapag ito ay sumasailalim sa mechanical strain o deformation. Sa mga sensor ng presyon ng piezoresistive, ang isang diaphragm o lamad ay karaniwang ginagamit upang i-convert ang inilapat na presyon sa mekanikal na pagpapapangit, na nagiging sanhi ng mga pagbabago sa paglaban ng mga elemento ng piezoresistive.

Ang relasyon sa pagitan ng presyon at output para sa isang piezoresistive pressure sensor ay naiimpluwensyahan ng disenyo at materyal na mga katangian ng sensor. Narito ang isang pangkalahatang-ideya ng pangkalahatang relasyon:

1. Direktang Proporsyonal na Relasyon:

Sa karamihan ng mga sensor ng presyon ng piezoresistive, mayroong direktang at linear na relasyon sa pagitan ng inilapat na presyon at ang pagbabago sa paglaban ng elektrikal. Habang tumataas ang presyon, ang diaphragm o lamad ng sensor ay sumasailalim sa pagpapapangit, na nagiging sanhi ng mga elemento ng piezoresistive na makaranas ng strain. Ang strain na ito ay humahantong sa isang pagbabago sa paglaban, at ang pagbabagong ito ay proporsyonal sa inilapat na presyon. Ang pagbabago sa paglaban ay maaaring masukat gamit ang isang Wheatstone bridge circuit o iba pang paraan ng pagkondisyon ng signal.

2. Wheatstone Bridge Configuration:

Ang mga piezoresitive pressure sensor ay kadalasang gumagamit ng Wheatstone bridge circuit upang sukatin nang tumpak ang pagbabago sa paglaban. Ang bridge circuit ay binubuo ng maraming piezoresistive elements, ang ilan sa mga ito ay napapailalim sa pressure-induced strain, habang ang iba ay hindi. Ang pagkakaiba ng pagbabago sa paglaban sa pagitan ng mga strained at unstrained na elemento ay ginagamit upang makabuo ng output boltahe na proporsyonal sa inilapat na presyon.

3. Output Signal Conditioning:

Ang output ng isang piezoresistive pressure sensor ay karaniwang isang analog na signal ng boltahe. Ang output ng boltahe ay tumutugma sa pagbabago sa paglaban at, dahil dito, ang inilapat na presyon. Maaaring gamitin ang signal conditioning circuitry upang palakasin, i-filter, at i-calibrate ang output signal upang makakuha ng tumpak na mga pagbabasa ng presyon.

4. Pag-calibrate:

Dahil sa mga pagpapaubaya sa pagmamanupaktura at mga pagkakaiba-iba sa mga katangian ng sensor, ang mga piezoresitive pressure sensor ay kadalasang nangangailangan ng pagkakalibrate upang matiyak ang tumpak na mga sukat ng presyon. Kasama sa pagkakalibrate ang pagtukoy sa eksaktong kaugnayan sa pagitan ng boltahe ng output ng sensor at ang aktwal na presyon na inilalapat. Ang pagkakalibrate na ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagsubok at paghahambing laban sa isang reference na pamantayan.

Sa buod, ang ugnayan sa pagitan ng pressure at output para sa isang piezoresistive pressure sensor ay karaniwang linear at proporsyonal. Habang tumataas ang presyon, nagbabago ang resistensya ng sensor, na humahantong sa isang kaukulang pagbabago sa boltahe ng output. Ang configuration ng Wheatstone bridge at signal conditioning ay gumaganap ng mahahalagang tungkulin sa pag-convert ng mga pagbabago sa resistensya sa isang magagamit at tumpak na pagsukat ng presyon.