Mối quan hệ giữa cảm biến áp suất áp điện trở và đầu ra

Cảm biến áp suất áp điện là loại cảm biến áp suất sử dụng hiệu ứng áp điện để đo áp suất.Hiệu ứng áp điện đề cập đến sự thay đổi điện trở của vật liệu khi nó chịu biến dạng hoặc biến dạng cơ học.Trong cảm biến áp suất áp điện, màng ngăn hoặc màng thường được sử dụng để chuyển đổi áp suất tác dụng thành biến dạng cơ học, từ đó gây ra sự thay đổi điện trở của các phần tử áp điện.

Mối quan hệ giữa áp suất và đầu ra của cảm biến áp suất áp điện bị ảnh hưởng bởi thiết kế và đặc tính vật liệu của cảm biến.Dưới đây là tổng quan về mối quan hệ chung:

1. Mối quan hệ tỷ lệ trực tiếp:

Trong hầu hết các cảm biến áp suất áp điện, có mối quan hệ trực tiếp và tuyến tính giữa áp suất tác dụng và sự thay đổi điện trở.Khi áp suất tăng lên, màng ngăn hoặc màng của cảm biến sẽ bị biến dạng, khiến các phần tử áp điện bị căng.Sự căng thẳng này dẫn đến sự thay đổi điện trở và sự thay đổi này tỷ lệ thuận với áp suất tác dụng.Sự thay đổi điện trở có thể được đo bằng mạch cầu Wheatstone hoặc các phương pháp điều hòa tín hiệu khác.

2. Cấu hình cầu Wheatstone:

Cảm biến áp suất áp điện thường sử dụng mạch cầu Wheatstone để đo sự thay đổi điện trở một cách chính xác.Mạch cầu bao gồm nhiều phần tử áp điện, một số phần tử chịu biến dạng do áp suất gây ra, trong khi phần tử khác thì không.Sự thay đổi chênh lệch về điện trở giữa các phần tử bị biến dạng và không bị biến dạng được sử dụng để tạo ra điện áp đầu ra tỷ lệ thuận với áp suất tác dụng.

3. Điều hòa tín hiệu đầu ra:

Đầu ra của cảm biến áp suất áp điện thường là tín hiệu điện áp tương tự.Điện áp đầu ra tương ứng với sự thay đổi điện trở và do đó, áp suất tác dụng.Mạch điều hòa tín hiệu có thể được sử dụng để khuếch đại, lọc và hiệu chỉnh tín hiệu đầu ra để thu được số đọc áp suất chính xác.

4. Hiệu chuẩn:

Do dung sai sản xuất và sự thay đổi về đặc tính cảm biến, cảm biến áp suất áp điện thường yêu cầu hiệu chuẩn để đảm bảo đo áp suất chính xác.Hiệu chuẩn bao gồm việc xác định mối quan hệ chính xác giữa điện áp đầu ra của cảm biến và áp suất thực tế được áp dụng.Việc hiệu chuẩn này có thể đạt được thông qua thử nghiệm và so sánh với tiêu chuẩn tham chiếu.

Tóm lại, mối quan hệ giữa áp suất và đầu ra của cảm biến áp suất áp điện thường là tuyến tính và tỷ lệ.Khi áp suất tăng, điện trở của cảm biến thay đổi, dẫn đến điện áp đầu ra thay đổi tương ứng.Cấu hình cầu Wheatstone và điều hòa tín hiệu đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi những thay đổi điện trở thành phép đo áp suất chính xác và có thể sử dụng được.