Comment les capteurs convertissent-ils les quantités mécaniques (telles que la pression et le poids) en signaux électriques ?
Un capteur, comme son nom l'indique, est un dispositif capable de détecter et de réagir aux variations de pression externe. Cependant, son domaine d'application est bien plus large. Il peut également détecter diverses quantités mécaniques, notamment la tension, la force de traction, le poids, le couple, la contrainte interne et la déformation. La réalisation de cette fonction bénéficie de la conception structurelle précise et complexe à l'intérieur du capteur de pression.
Le cœur d'un capteur de pression réside dans son élément sensible à la force, également appelé corps élastique. Ces corps élastiques sont généralement constitués de matériaux à haute résistance et à module d'élasticité élevé, tels que l'alliage d'aluminium, l'acier allié et l'acier inoxydable. Lorsqu'une grandeur mécanique externe agit sur le corps élastique, celui-ci subit une légère déformation, proportionnelle à la grandeur mécanique appliquée. C'est cette déformation qui devient le point de départ de la conversion ultérieure du signal électrique.
Ensuite, l'élément de conversion, la jauge de contrainte à résistance, joue un rôle clé. La jauge de contrainte à résistance est étroitement attachée à la surface du corps élastique. Lorsque le corps élastique se déforme, la jauge de contrainte à résistance se déforme également, ce qui entraîne une modification de sa valeur de résistance. Il existe une relation fonctionnelle définie entre ce changement de résistance et la quantité mécanique, ce qui est une étape clé pour que le capteur de pression réalise la conversion de la quantité mécanique en signal électrique.
La partie circuit est responsable de la conversion de la variation de résistance de la jauge de contrainte de résistance en un signal électrique mesurable et transmissible. Grâce à la conception de circuits tels que le pont de Wheatstone, la partie circuit peut capturer avec précision la variation de résistance de la jauge de contrainte de résistance et la convertir en un signal de sortie de tension ou de courant. De cette manière, la quantité mécanique initialement difficile à mesurer directement est transformée en un signal électrique clairement distinct.
La raison pour laquelle les capteurs de pression peuvent se démarquer parmi de nombreux capteurs et devenir le premier choix dans de nombreux domaines industriels est due à leurs avantages :
Haute précision : en adoptant le principe de contrainte de résistance de haute précision, les capteurs de pression peuvent garantir la précision et la fiabilité des résultats de mesure. Qu'il s'agisse d'un léger changement de pression ou d'une charge de poids énorme, il peut être détecté avec précision et converti en un signal électrique.
Large gamme : La gamme de capteurs de pression est généralement large et peut répondre aux besoins de mesure dans différents scénarios d'application. Des légers changements de pression d'air aux énormes chocs hydrauliques, ils peuvent tous être capturés et convertis efficacement.
Installation pratique : les capteurs de pression adoptent généralement une conception portante en compression, ce qui est pratique et flexible à installer. Qu'il soit fixé sur des machines et des équipements ou intégré dans un système de canalisations, il peut être facilement réalisé.
Durable et fiable : les éléments sensibles à la force et les éléments de conversion en matériaux résistants à la corrosion et à haute résistance tels que l'acier inoxydable de haute qualité, ainsi que les pièces de circuit qui ont subi des tests stricts, garantissent que le capteur de pression peut toujours fonctionner de manière stable dans des environnements difficiles et a une longue durée de vie et une grande fiabilité.
Réponse rapide : les capteurs de pression ont une fréquence de réponse élevée et peuvent réagir rapidement aux changements de grandeurs mécaniques externes et émettre des signaux électriques correspondants. Ceci est particulièrement important pour les situations qui nécessitent une surveillance et un contrôle en temps réel.
Dans les équipements médicaux, les capteurs de pression jouent également un rôle important. Ils peuvent surveiller les paramètres vitaux du patient, tels que la pression artérielle et la fréquence cardiaque, fournissant ainsi aux médecins une base de diagnostic précise et des conseils de traitement.
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