Ryšys tarp pjezorezistinio slėgio jutiklio ir išėjimų

Pjezorezistiniai slėgio jutikliai yra slėgio jutiklių tipas, kuris naudoja pjezorezistinį efektą slėgiui matuoti.Pjezorezistinis efektas reiškia medžiagos elektrinės varžos pokytį, kai ji yra veikiama mechaninio įtempimo arba deformacijos.Pjezorezistiniuose slėgio jutikliuose paprastai naudojama diafragma arba membrana, kad slėgis būtų paverstas mechanine deformacija, o tai savo ruožtu sukelia pjezorezistinių elementų atsparumo pokyčius.

Pjezorezistinio slėgio jutiklio slėgio ir išėjimo ryšį įtakoja jutiklio konstrukcija ir medžiagos savybės.Štai bendrųjų santykių apžvalga:

1. Tiesioginis proporcingas ryšys:

Daugumoje pjezorezistinių slėgio jutiklių yra tiesioginis ir tiesinis ryšys tarp taikomo slėgio ir elektrinės varžos pokyčio.Didėjant slėgiui, jutiklio diafragma arba membrana deformuojasi, todėl pjezorezistiniai elementai patiria įtempimą.Dėl šios deformacijos pasikeičia pasipriešinimas, ir šis pokytis yra proporcingas taikomam slėgiui.Atsparumo pokytis gali būti išmatuotas naudojant Wheatstone tilto grandinę arba kitus signalo kondicionavimo metodus.

2. Wheatstone tilto konfigūracija:

Pjezorezistiniai slėgio jutikliai dažnai naudoja Wheatstone tilto grandinę, kad tiksliai išmatuotų pasipriešinimo pokytį.Tilto grandinę sudaro keli pjezorezistiniai elementai, iš kurių vieni yra veikiami slėgio sukeltos įtampos, o kiti – ne.Skirtingas atsparumo pokytis tarp įtemptų ir neįtemptų elementų naudojamas generuoti išėjimo įtampą, proporcingą taikomam slėgiui.

3. Išvesties signalo kondicionavimas:

Pjezorezistinio slėgio jutiklio išvestis paprastai yra analoginis įtampos signalas.Išėjimo įtampa atitinka varžos pokytį ir, atitinkamai, taikomą slėgį.Signalo kondicionavimo grandinė gali būti naudojama išvesties signalui sustiprinti, filtruoti ir kalibruoti, kad būtų gauti tikslūs slėgio rodmenys.

4. Kalibravimas:

Dėl gamybos leistinų nuokrypių ir jutiklių savybių skirtumų, pjezorezistinius slėgio jutiklius dažnai reikia kalibruoti, kad būtų užtikrintas tikslus slėgio matavimas.Kalibravimas apima tikslaus ryšio tarp jutiklio išėjimo įtampos ir faktinio taikomo slėgio nustatymą.Šį kalibravimą galima atlikti testuojant ir lyginant su etaloniniu standartu.

Apibendrinant galima pasakyti, kad pjezorezistinio slėgio jutiklio slėgio ir išėjimo santykis paprastai yra tiesinis ir proporcingas.Didėjant slėgiui, keičiasi jutiklio varža, todėl atitinkamai pasikeičia išėjimo įtampa.Wheatstone tilto konfigūracija ir signalo kondicionavimas atlieka svarbų vaidmenį paverčiant pasipriešinimo pokyčius tinkamu ir tiksliu slėgio matavimu.