Piezorezistiv bosim sensori va chiqishlar o'rtasidagi munosabat

Piezorezistiv bosim sensorlari bosimni o'lchash uchun piezorezistiv effektdan foydalanadigan bosim sensori turidir. Pyezorezist effekt deganda materialning mexanik kuchlanish yoki deformatsiyaga uchraganida elektr qarshiligining o‘zgarishi tushuniladi. Piezorezistiv bosim sezgichlarida, odatda, qo'llaniladigan bosimni mexanik deformatsiyaga aylantirish uchun diafragma yoki membrana ishlatiladi, bu esa o'z navbatida piezorezistiv elementlarning qarshiligidagi o'zgarishlarni keltirib chiqaradi.

Piezorezistiv bosim sensori uchun bosim va chiqish o'rtasidagi munosabat sensorning dizayni va moddiy xususiyatlaridan ta'sirlanadi. Bu erda umumiy munosabatlarning umumiy ko'rinishi:

1. To'g'ridan-to'g'ri mutanosiblik:

Ko'pgina piezorezistiv bosim sezgichlarida qo'llaniladigan bosim va elektr qarshiligining o'zgarishi o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri va chiziqli bog'liqlik mavjud. Bosim ortishi bilan sensorning diafragma yoki membranasi deformatsiyaga uchraydi, bu esa piezorezistiv elementlarning kuchlanishini boshdan kechirishga olib keladi. Bu kuchlanish qarshilikning o'zgarishiga olib keladi va bu o'zgarish qo'llaniladigan bosimga proportsionaldir. Qarshilikning o'zgarishini Wheatstone ko'prigi sxemasi yoki boshqa signalni sozlash usullari yordamida o'lchash mumkin.

2.Wheatstone Bridge konfiguratsiyasi:

Piezorezistiv bosim sensorlari ko'pincha qarshilik o'zgarishini aniq o'lchash uchun Wheatstone ko'prigidan foydalanadilar. Ko'prik sxemasi bir nechta piezorezistiv elementlardan iborat bo'lib, ularning ba'zilari bosim ta'sirida kuchlanishga duchor bo'ladi, boshqalari esa yo'q. Chidamli va kuchlanishsiz elementlar orasidagi qarshilikning differentsial o'zgarishi qo'llaniladigan bosimga mutanosib bo'lgan chiqish kuchlanishini yaratish uchun ishlatiladi.

3. Chiqish signalini sozlash:

Piezorezistiv bosim sensori chiqishi odatda analog kuchlanish signalidir. Chiqish kuchlanishi qarshilikning o'zgarishiga va natijada qo'llaniladigan bosimga mos keladi. Signal konditsioner sxemasi bosimning aniq ko'rsatkichlarini olish uchun chiqish signalini kuchaytirish, filtrlash va kalibrlash uchun ishlatilishi mumkin.

4.Kalibrlash:

Ishlab chiqarish bardoshliklari va sensor xususiyatlarining o'zgarishi tufayli, piezorezistiv bosim sensorlari ko'pincha bosimni aniq o'lchashni ta'minlash uchun kalibrlashni talab qiladi. Kalibrlash sensorning chiqish kuchlanishi va qo'llaniladigan haqiqiy bosim o'rtasidagi aniq munosabatni aniqlashni o'z ichiga oladi. Ushbu kalibrlash sinov va mos yozuvlar standarti bilan taqqoslash orqali amalga oshirilishi mumkin.

Xulosa qilib aytganda, piezorezistiv bosim sensori uchun bosim va chiqish o'rtasidagi munosabat odatda chiziqli va proportsionaldir. Bosim ortishi bilan sensorning qarshiligi o'zgaradi, bu esa chiqish voltajining mos keladigan o'zgarishiga olib keladi. Wheatstone ko'prigi konfiguratsiyasi va signalni sozlash qarshilik o'zgarishlarini foydalanish mumkin bo'lgan va aniq bosim o'lchoviga aylantirishda muhim rol o'ynaydi.