კავშირი პიეზორეზისტულ წნევის სენსორსა და გამოსავალს შორის

პიეზორეზისტული წნევის სენსორები არის წნევის სენსორის ტიპი, რომელიც იყენებს პიეზორეზისტულ ეფექტს წნევის გასაზომად. პიეზორეზისტული ეფექტი ეხება მასალის ელექტრული წინააღმდეგობის ცვლილებას, როდესაც ის ექვემდებარება მექანიკურ დაძაბვას ან დეფორმაციას. პიეზორეზისტულ წნევის სენსორებში, როგორც წესი, გამოიყენება დიაფრაგმა ან მემბრანა, რათა გადაიყვანოს გამოყენებული წნევა მექანიკურ დეფორმაციად, რაც თავის მხრივ იწვევს პიეზორეზისტენტულ ელემენტთა წინააღმდეგობის ცვლილებას.

პიეზორეზისტიული წნევის სენსორისთვის წნევასა და გამომუშავებას შორის ურთიერთობა გავლენას ახდენს სენსორის დიზაინისა და მასალის თვისებებით. აქ არის ზოგადი ურთიერთობის მიმოხილვა:

1.პირდაპირი პროპორციული ურთიერთობა:

პიეზორეზისტული წნევის სენსორების უმეტესობაში, არსებობს პირდაპირი და წრფივი კავშირი გამოყენებულ წნევასა და ელექტრული წინააღმდეგობის ცვლილებას შორის. წნევის მატებასთან ერთად, სენსორის დიაფრაგმა ან მემბრანა განიცდის დეფორმაციას, რაც იწვევს პიეზორეზისტულ ელემენტებს დაძაბულობას. ეს დაძაბულობა იწვევს წინააღმდეგობის ცვლილებას და ეს ცვლილება არის გამოყენებული წნევის პროპორციული. წინააღმდეგობის ცვლილება შეიძლება შეფასდეს უიტსტოუნის ხიდის სქემის ან სიგნალის კონდიცირების სხვა მეთოდების გამოყენებით.

2. Wheatstone Bridge კონფიგურაცია:

პიეზორეზისტული წნევის სენსორები ხშირად იყენებენ უიტსტოუნის ხიდის წრეს, რათა ზუსტად გაზომონ წინააღმდეგობის ცვლილება. ხიდის წრე შედგება მრავალი პიეზორეზისტიული ელემენტისგან, რომელთაგან ზოგიერთი ექვემდებარება წნევით გამოწვეულ დაძაბვას, ზოგი კი არა. წინააღმდეგობის დიფერენციალური ცვლილება დაძაბულ და დაძაბულ ელემენტებს შორის გამოიყენება გამომავალი ძაბვის შესაქმნელად, რომელიც პროპორციულია გამოყენებული წნევისა.

3. გამომავალი სიგნალის კონდიცირება:

პიეზორეზისტული წნევის სენსორის გამომავალი, როგორც წესი, არის ანალოგური ძაბვის სიგნალი. გამომავალი ძაბვა შეესაბამება წინააღმდეგობის ცვლილებას და, შესაბამისად, ზეწოლას. სიგნალის კონდიცირების სქემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას გამომავალი სიგნალის გასაძლიერებლად, გასაფილტრად და დაკალიბრებისთვის, წნევის ზუსტი ჩვენებების მისაღებად.

4. კალიბრაცია:

წარმოების ტოლერანტობისა და სენსორის თვისებების ცვალებადობის გამო, პიეზორეზისტიული წნევის სენსორები ხშირად საჭიროებენ კალიბრაციას წნევის ზუსტი გაზომვის უზრუნველსაყოფად. კალიბრაცია გულისხმობს სენსორის გამომავალი ძაბვასა და რეალურ წნევას შორის ზუსტი კავშირის დადგენას. ეს დაკალიბრება შეიძლება მიღწეული იყოს ტესტირებისა და საცნობარო სტანდარტთან შედარების გზით.

შეჯამებით, პიეზორეზისტიული წნევის სენსორისთვის წნევასა და გამომუშავებას შორის კავშირი ჩვეულებრივ წრფივი და პროპორციულია. წნევის მატებასთან ერთად იცვლება სენსორის წინააღმდეგობა, რაც იწვევს გამომავალი ძაბვის შესაბამის ცვლილებას. უიტსტოუნის ხიდის კონფიგურაცია და სიგნალის კონდიცირება მნიშვნელოვან როლს თამაშობს წინააღმდეგობის ცვლილებების გამოყენებად და ზუსტ ზეწოლის საზომად გადაქცევაში.