圧力センサー、外部からの圧力(力)を電気信号に変換することで、圧力の大きさを測定するものです。主に以下の原理が使われます。
1. ストレインゲージ方式
- 仕組み: 圧力によって変形する金属や半導体の薄膜に、ストレインゲージ(ひずみ抵抗体)を取り付けます。圧力が加わるとひずみが生じ、抵抗値が変化します。この抵抗変化を電気信号に変換して圧力を測定します。
- 特徴: 高精度で、小型化しやすい。
2. 静電容量方式
- 仕組み: 可動電極と固定電極の間に圧力が加わると、電極間の距離が変化し、静電容量(キャパシタンス)が変わります。この変化を検出して圧力を測定します。
- 特徴: 高感度で応答速度が速い。
3. ピエゾ抵抗方式
- 仕組み: 圧力によってシリコン基板のピエゾ抵抗体の抵抗値が変化します。この変化を電気信号として検出します。
- 特徴: 半導体技術を利用し、小型・高精度な測定が可能。
4. ピエゾ素子方式
- 仕組み: 圧電材料(例えば圧電セラミックス)が圧力を受けると電荷を発生させる性質を利用し、圧力を測定します。
- 特徴: ダイナミックな圧力変化を検出するのに適しているが、静的な圧力測定には向かない。
5. 光ファイバー方式
- 仕組み: 圧力によって光ファイバーの屈折率や長さが変化し、これにより光の伝達特性が変わることを利用して圧力を測定します。
- 特徴: 電磁ノイズに強く、化学的に安定しているため、医療や特殊環境での利用に適している。
用途
- 産業機器の圧力監視
- 自動車のタイヤ圧モニタリング
- 医療機器(血圧計など)
- 家電製品(エアコンや洗濯機の水圧測定)
用途に応じて最適な圧力センサーが選ばれます。
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