Clasificación del sensor de presión
Existen muchos tipos de sensores de presión actualmente, los dos más utilizados son los sensores de presión piezoresistivos y los sensores de presión piezoeléctricos. 1. Sensor de presión piezoresistivo
El principio de funcionamiento del sensor de presión piezorresistivo es que cuando se presuriza el varistor, la resistencia cambia, la cual es amplificada por un amplificador y calibrada usando presión estándar para detectar la presión. El rendimiento del sensor de presión piezoresistivo depende principalmente del elemento sensible a la presión (es decir, el varistor), el circuito de amplificación y el proceso de calibración y envejecimiento en producción.
El sensor piezoresistivo utiliza tecnología de circuito integrado para crear cuatro resistencias de película delgada de igual valor en un chip de silicio y formar un circuito puente. Cuando no se aplica ninguna fuerza, el puente está en un estado equilibrado y no tiene salida de voltaje; cuando se aplica una fuerza, el puente pierde el equilibrio y genera un voltaje proporcional a la tensión. El principio de funcionamiento de los sensores piezoresistivos es el mismo que el de los sensores semiconductores tradicionales, ambos basados en el efecto piezoresistivo de los materiales semiconductores. 2. Sensor de presión piezoeléctrico
El principio del sensor de presión piezoeléctrico se basa en el efecto piezoeléctrico. El efecto piezoeléctrico es que cuando ciertos dieléctricos son deformados por fuerzas externas en una determinada dirección, se producirá polarización dentro del dieléctrico y, al mismo tiempo, aparecerán cargas positivas y negativas en sus dos superficies opuestas. Cuando se elimina la fuerza externa, volverá a su estado descargado. Este fenómeno se denomina efecto piezoeléctrico positivo.
Cuando cambia la dirección de la fuerza, también cambia la polaridad de la carga. Por el contrario, cuando se aplica un campo eléctrico en la dirección de polarización del dieléctrico, estos dieléctricos también se deformarán. Una vez eliminado el campo eléctrico, la deformación del dieléctrico desaparece. Este fenómeno se denomina efecto piezoeléctrico inverso. Existen muchos tipos y modelos de sensores de presión piezoeléctricos, que se pueden dividir en tipo de diafragma y tipo de pistón según la forma de los componentes elásticos sensibles y los mecanismos que soportan la fuerza. El tipo de diafragma se compone principalmente de un cuerpo, un diafragma y un elemento piezoeléctrico. El elemento piezoeléctrico se apoya en el cuerpo y el diafragma transmite la presión medida al elemento piezoeléctrico, y luego el elemento piezoeléctrico emite una señal eléctrica relacionada con la presión medida.
Este tipo de sensor se caracteriza por su pequeño tamaño, buenas características dinámicas y resistencia a altas temperaturas. La tecnología de medición moderna plantea exigencias cada vez mayores al rendimiento de los sensores. Los materiales piezoeléctricos son los más adecuados para desarrollar este tipo de sensores de presión. El cuarzo es un material piezoeléctrico muy bueno y en él se descubre el efecto piezoeléctrico. El método más eficaz actualmente es elegir un método de corte de cristal de cuarzo adecuado para condiciones de alta temperatura.
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