Como os sensores convertem grandezas mecânicas (como pressão e peso) em sinais elétricos?
Um sensor, como o nome indica, é um dispositivo capaz de detectar e responder a mudanças na pressão externa. No entanto, sua faixa de aplicação é muito mais do que isso. Ele também pode detectar várias quantidades mecânicas, incluindo tensão, força de tração, peso, torque, estresse interno e deformação. A realização desta função se beneficia do design estrutural preciso e complexo dentro do sensor de pressão.
O núcleo de um sensor de pressão está em seu elemento sensível à força, também conhecido como corpo elástico. Esses corpos elásticos são geralmente feitos de materiais com alta resistência e alto módulo elástico, como liga de alumínio, aço de liga e aço inoxidável. Quando uma quantidade mecânica externa atua no corpo elástico, ele sofrerá uma leve deformação, que é proporcional à quantidade mecânica aplicada. É essa deformação que se torna o ponto de partida para a conversão subsequente do sinal elétrico.
Em seguida, o elemento de conversão - strain gauge de resistência, desempenha um papel fundamental. O strain gauge de resistência é firmemente fixado à superfície do corpo elástico. Quando o corpo elástico se deforma, o strain gauge de resistência também se deforma, resultando em uma mudança em seu valor de resistência. Há uma relação funcional definida entre essa mudança de resistência e a quantidade mecânica, que é uma etapa fundamental para o sensor de pressão realizar a conversão de quantidade mecânica para sinal elétrico.
A parte do circuito é responsável por converter a mudança de resistência do strain gauge de resistência em um sinal elétrico mensurável e transmissível. Por meio do design de circuitos como a ponte de Wheatstone, a parte do circuito pode capturar com precisão a mudança de resistência do strain gauge de resistência e convertê-la em uma saída de sinal de tensão ou corrente. Dessa forma, a quantidade mecânica que é originalmente difícil de medir diretamente é transformada em um sinal elétrico claramente distinguível.
A razão pela qual os sensores de pressão podem se destacar entre muitos sensores e se tornar a primeira escolha em muitos campos industriais é devido às suas vantagens:
Alta precisão: Adotando o princípio de tensão de resistência de alta precisão, os sensores de pressão podem garantir a precisão e a confiabilidade dos resultados de medição. Seja uma leve mudança de pressão ou uma carga de peso enorme, ela pode ser detectada com precisão e convertida em um sinal elétrico.
Ampla faixa: A faixa de sensores de pressão é geralmente ampla e pode atender às necessidades de medição em diferentes cenários de aplicação. De pequenas mudanças na pressão do ar a enormes choques hidráulicos, todos eles podem ser efetivamente capturados e convertidos.
Instalação conveniente: Sensores de pressão geralmente adotam um design de suporte de carga de compressão, que é conveniente e flexível para instalar. Seja fixado em máquinas e equipamentos ou embutido em um sistema de tubulação, pode ser facilmente realizado.
Durável e confiável: os elementos sensíveis à força e os elementos de conversão feitos de materiais resistentes à corrosão e de alta resistência, como aço inoxidável de alta qualidade, bem como as peças do circuito que passaram por testes rigorosos, garantem que o sensor de pressão ainda possa funcionar de forma estável em ambientes adversos e tenha uma longa vida útil e alta confiabilidade.
Resposta rápida: Sensores de pressão têm uma alta frequência de resposta e podem responder rapidamente a mudanças em grandezas mecânicas externas e emitir sinais elétricos correspondentes. Isso é particularmente importante para ocasiões que exigem monitoramento e controle em tempo real.
Em equipamentos médicos, sensores de pressão também desempenham um papel importante. Eles podem monitorar os parâmetros de sinais vitais do paciente, como pressão arterial e frequência cardíaca, fornecendo base de diagnóstico precisa e orientação de tratamento para médicos.
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