Struktura i równowaga mostu Wheatstone'a
Jednym z podstawowych elementów czujnika ciśnienia jest mostek Wheatstone'a, zwykle składający się z czterech rezystorów tworzących zamkniętą pętlę. Gdy ciśnienie zewnętrzne wynosi zero, mostek znajduje się w równowadze, a napięcie wyjściowe wynosi zero. Konstrukcja ta jest analogiczna do stanu początkowego wagi wagowej, w której ciężary po obu stronach są równe, a wskazówka wskazuje środek.
Jak zmiany ciśnienia zakłócają równowagę
Kiedy na czujnik działa ciśnienie zewnętrzne, zmienia się rezystancja elementu czujnikowego. To jakby dodać ciężar po jednej stronie wagi, powodując utratę równowagi przez most. Zmiana rezystancji jest proporcjonalna do ciśnienia, co powoduje niewielką różnicę napięcia. Ta różnica napięcia jest sygnałem wyjściowym czujnika.
Przetwarzanie i zastosowanie sygnału wyjściowego
Mały sygnał wyjściowy mostka musi zostać wzmocniony i przefiltrowany, zanim będzie mógł zostać rozpoznany i wykorzystany przez kolejne obwody. Taka konstrukcja nie tylko poprawia czułość pomiaru, ale także skutecznie tłumi zakłócenia otoczenia. W zastosowaniach praktycznych mostkowe czujniki ciśnienia-są szeroko stosowane w sterowaniu przemysłowym, sprzęcie medycznym i innych dziedzinach ze względu na ich stabilność i niezawodność.
