Piezoresistive trykksensorer er en type trykksensor som bruker den piezoresistive effekten til å måle trykk. Den piezoresistive effekten refererer til endringen i elektrisk motstand til et materiale når det utsettes for mekanisk belastning eller deformasjon. I piezoresistive trykksensorer brukes vanligvis en diafragma eller membran for å konvertere det påførte trykket til mekanisk deformasjon, som igjen forårsaker endringer i motstanden til piezoresistive elementer.
Forholdet mellom trykk og utgang for en piezoresistiv trykksensor påvirkes av sensorens design og materialegenskaper. Her er en oversikt over det generelle forholdet:
1. Direkte proporsjonalt forhold:
I de fleste piezoresistive trykksensorer er det et direkte og lineært forhold mellom det påførte trykket og endringen i elektrisk motstand. Når trykket øker, gjennomgår membranen eller membranen til sensoren deformasjon, noe som får de piezoresistive elementene til å oppleve belastning. Denne belastningen fører til en endring i motstand, og denne endringen er proporsjonal med det påførte trykket. Endringen i motstand kan måles ved hjelp av en Wheatstone-brokrets eller andre signalbehandlingsmetoder.
2.Wheatstone Bridge-konfigurasjon:
Piezoresistive trykksensorer bruker ofte en Wheatstone-brokrets for å måle endringen i motstand nøyaktig. Brokretsen består av flere piezoresistive elementer, hvorav noen er utsatt for trykkindusert belastning, mens andre ikke er det. Differanseendringen i motstand mellom de anstrengte og ikke-anstrengte elementene brukes til å generere en utgangsspenning som er proporsjonal med det påførte trykket.
3. Utgangssignalbehandling:
Utgangen fra en piezoresistiv trykksensor er typisk et analogt spenningssignal. Spenningsutgangen tilsvarer endringen i motstand og følgelig det påførte trykket. Signalbehandlingskretser kan brukes til å forsterke, filtrere og kalibrere utgangssignalet for å oppnå nøyaktige trykkavlesninger.
4. Kalibrering:
På grunn av produksjonstoleranser og variasjoner i sensoregenskaper, krever piezoresistive trykksensorer ofte kalibrering for å sikre nøyaktige trykkmålinger. Kalibrering innebærer å bestemme det nøyaktige forholdet mellom sensorens utgangsspenning og det faktiske trykket som påføres. Denne kalibreringen kan oppnås gjennom testing og sammenligning mot en referansestandard.
Oppsummert er forholdet mellom trykk og utgang for en piezoresistiv trykksensor typisk lineært og proporsjonalt. Når trykket øker, endres sensorens motstand, noe som fører til en tilsvarende endring i utgangsspenningen. Wheatstone-brokonfigurasjonen og signalbehandlingen spiller viktige roller for å konvertere motstandsendringene til en brukbar og nøyaktig trykkmåling.
Innleggstid: Sep-06-2023