Cấu trúc và cân bằng cầu Wheatstone
Một trong những thành phần cốt lõi của cảm biến áp suất là cầu Wheatstone, thường bao gồm bốn điện trở tạo thành một vòng khép kín. Khi áp suất bên ngoài bằng 0, cầu ở trạng thái cân bằng và điện áp đầu ra bằng 0. Thiết kế này tương tự như trạng thái ban đầu của cân cân, trong đó trọng lượng ở cả hai bên bằng nhau và con trỏ chỉ vào giữa.
Sự thay đổi áp suất phá vỡ sự cân bằng như thế nào
Khi áp suất bên ngoài tác động lên cảm biến, điện trở của phần tử cảm biến sẽ thay đổi. Điều này giống như việc thêm một vật nặng vào một bên của chiếc cân, khiến cây cầu mất thăng bằng. Sự thay đổi điện trở tỷ lệ thuận với áp suất, dẫn đến chênh lệch điện áp nhỏ. Sự chênh lệch điện áp này là tín hiệu đầu ra của cảm biến.
Ứng dụng và xử lý tín hiệu đầu ra
Tín hiệu nhỏ đầu ra của cầu cần được khuếch đại và lọc trước khi các mạch tiếp theo có thể nhận ra và sử dụng. Thiết kế này không chỉ cải thiện độ nhạy của phép đo mà còn ngăn chặn hiệu quả sự can thiệp của môi trường. Trong các ứng dụng thực tế, cảm biến áp suất loại cầu-được sử dụng rộng rãi trong điều khiển công nghiệp, thiết bị y tế và các lĩnh vực khác do tính ổn định và độ tin cậy của chúng.
