ホイートストン橋の構造とバランス
圧力センサーの中心コンポーネントの 1 つはホイートストン ブリッジで、通常は閉ループを形成する 4 つの抵抗器で構成されます。外部圧力がゼロの場合、ブリッジは平衡状態にあり、出力電圧はゼロになります。この設計は、両側の重さが等しく、指針が中央を指す天秤の初期状態に似ています。
圧力変化がバランスを崩す仕組み
外部圧力がセンサーに作用すると、検出素子の抵抗が変化します。これは、天秤の片側に重りを加えて橋のバランスを崩すようなものです。抵抗の変化は圧力に比例し、小さな電圧差が生じます。この電圧差がセンサーの出力信号です。
出力信号の処理と応用
ブリッジから出力された小信号は、後続の回路で認識して使用できるようになる前に、増幅およびフィルタリングする必要があります。この設計により、測定感度が向上するだけでなく、環境干渉も効果的に抑制されます。実際の用途では、ブリッジ-タイプの圧力センサーは、その安定性と信頼性により、産業用制御、医療機器、その他の分野で広く使用されています。
