Marrëdhënia midis sensorit të presionit piezorezistues dhe daljeve

Sensorët e presionit piezorezistues janë një lloj sensori presioni që përdor efektin piezorezistues për të matur presionin. Efekti piezorezistues i referohet ndryshimit në rezistencën elektrike të një materiali kur ai i nënshtrohet tendosjes ose deformimit mekanik. Në sensorët e presionit piezorezistues, një diafragmë ose membranë përdoret zakonisht për të kthyer presionin e aplikuar në deformim mekanik, i cili nga ana tjetër shkakton ndryshime në rezistencën e elementeve piezorezistuese.

Marrëdhënia midis presionit dhe prodhimit për një sensor presioni piezorezistues ndikohet nga dizajni dhe vetitë e materialit të sensorit. Këtu është një përmbledhje e marrëdhënies së përgjithshme:

1.Marrëdhënia proporcionale e drejtpërdrejtë:

Në shumicën e sensorëve të presionit piezorezistues, ekziston një marrëdhënie e drejtpërdrejtë dhe lineare midis presionit të aplikuar dhe ndryshimit të rezistencës elektrike. Me rritjen e presionit, diafragma ose membrana e sensorit pëson deformim, duke bërë që elementët piezorezistues të përjetojnë tendosje. Kjo tendosje çon në një ndryshim në rezistencë, dhe ky ndryshim është në proporcion me presionin e aplikuar. Ndryshimi në rezistencë mund të matet duke përdorur një qark urë Wheatstone ose metoda të tjera të kondicionimit të sinjalit.

2. Konfigurimi i urës Wheatstone:

Sensorët e presionit piezorezistues shpesh përdorin një qark urë Wheatstone për të matur me saktësi ndryshimin e rezistencës. Qarku i urës përbëhet nga elementë të shumtë piezorezistues, disa prej të cilëve i nënshtrohen tendosjes së shkaktuar nga presioni, ndërsa të tjerët jo. Ndryshimi diferencial i rezistencës ndërmjet elementeve të sforcuar dhe josforcuar përdoret për të gjeneruar një tension dalës që është proporcional me presionin e aplikuar.

3. Kushtëzimi i sinjalit të daljes:

Dalja e një sensori të presionit piezorezistues është zakonisht një sinjal i tensionit analog. Prodhimi i tensionit korrespondon me ndryshimin e rezistencës dhe, rrjedhimisht, presionin e aplikuar. Qarku i kondicionimit të sinjalit mund të përdoret për të përforcuar, filtruar dhe kalibruar sinjalin e daljes për të marrë lexime të sakta të presionit.

4. Kalibrimi:

Për shkak të tolerancave të prodhimit dhe variacioneve në vetitë e sensorit, sensorët e presionit piezorezistues shpesh kërkojnë kalibrim për të siguruar matje të sakta të presionit. Kalibrimi përfshin përcaktimin e marrëdhënies së saktë midis tensionit të daljes së sensorit dhe presionit aktual që aplikohet. Ky kalibrim mund të arrihet përmes testimit dhe krahasimit me një standard referencë.

Në përmbledhje, marrëdhënia midis presionit dhe prodhimit për një sensor presioni piezorezistues është zakonisht linear dhe proporcional. Me rritjen e presionit, rezistenca e sensorit ndryshon, duke çuar në një ndryshim përkatës në tensionin e daljes. Konfigurimi i urës Wheatstone dhe kondicionimi i sinjalit luajnë rol të rëndësishëm në konvertimin e ndryshimeve të rezistencës në një matje të përdorshme dhe të saktë të presionit.