Einführung in die piezoelektrische Keramikwandlerfunktion

Piezoelektrische Wandler sind Ultraschallsensoren, die unter Verwendung des durch bestimmten Dielektrika erzeugten piezoelektrischen Effekts hergestellt werden. Der sogenannte piezoelektrische Effekt bezieht sich auf das Phänomen, dass wenn eine bestimmte Dielektrika aufgrund der Polarisation interner Ladungen eine Verformung (einschließlich Biege- und Dehnungsdeformation) erzeugt, erzeugen sie Ladungen auf ihrer Oberfläche, wenn sie von externen Kräften in eine bestimmte Richtung deformiert werden. Piezoelektrische Materialien können in piezoelektrische Einzelkristall-, piezoelektrische polykristalline und organische piezoelektrische Materialien unterteilt werden. Die am häufigsten verwendeten piezoelektrischen Wandler sind verschiedene Arten von Arten vonpiezoelektrische KeramikrohrZugehörigkeit zu piezoelektrischen Polykristallen und Quarzkristallen in piezoelektrischen Einzelkristallen. Andere piezoelektrische Einzelkristalle sind Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat, Lithium-Gallat und Wismut-Germanat, das für Hochtemperaturstrahlungsumgebungen geeignet ist.

Einführung für die Eigenschaften von piezoelektrischen Keramiksensoren

Zu den piezoelektrischen Keramik gehören Barium -Titanat -Keramik der Binärsystem, Keramik der Zirkonat -Titanat -Serie, Keramik und Blei -Magnesium -Niobat -Keramik, die zum ternären System gehören. Die Vorteile vonbenutzerdefinierte piezoelektrische HemisphäreS sind bequemes Schuss, einfaches Gestalten, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hochtemperaturwiderstand. Der Nachteil ist, dass es Pyroelektrizität hat, was die Messung mechanischer Mengen beeinträchtigen wird. Piezoelektrische Materialien umfassen mehr als zehn Arten von Polymermaterialien wie Polyvinylidenfluorid, Polyvinylfluorid und Nylon. Piezoelektrische Materialien können in größeren Bereichen in Massenproduktion hergestellt und verarbeitet werden. Es hat einzigartige Vorteile bei der Übereinstimmung mit dem akustischen Widerstand von Luft und ist eine neue Art von elektroakustischem Material mit großem Entwicklungspotential. Seit den 1960er Jahren wurden Kristalle mit sowohl Halbleitereigenschaften als auch piezoelektrischen Eigenschaften wie Zinksulfid, Zinkoxid und Calciumsulfid entdeckt. Die Verwendung von PZT -Material kann zu einer neuen Art von piezoelektrischem Sensor verarbeitet werden, das empfindliche Komponenten und elektronische Schaltkreise integriert, was sehr vielversprechend ist.

Die Anwendung des piezoelektrischen Senssor Aufprallkraft.

dynamische Messung des piezoelektrischen Keramiksensors

Piezoelektrische Sensoren können nur für die dynamische Messung verwendet werden

Da die durch die auf das piezoelektrischen Element wirkende externe Kraft wirkende Ladung nur ohne Leckage gespeichert werden kann, dh die Messung muss eine unendliche Eingangsimpedanz haben, was praktisch unmöglich ist, sodass der piezoelektrische Sensor nicht für die statische Messung verwendet werden kann.

Unter der Wirkung der abwechselnden Kraft kann das piezoelektrische Element die Ladung kontinuierlich schützen und einen bestimmten Strom für den Messkreis liefern, sodass es nur für die dynamische Messung geeignet ist (im Allgemeinen muss es höher als 100 Hz sein, aber über 50 kHz abnimmt, nimmt die Empfindlichkeit ab ).

Messung des piezoelektrischen Keramiksensors:

(1) Kraftmessungs -Piezoelektrik -Sensoren verwenden hauptsächlich die longitudinalen und scherpiezoelektrischen Effekte vonPiezo -KeramikscheibeQuarzkristalle, weil Quarzkristalle große Steifheit, niedrige Hysterese, hohe Empfindlichkeit, gute Linearität, breite Betriebsfrequenz und niedrige Pyroelektrizität aufweisen. Zusätzlich zur Messung der unidirektionalen Kraft kann der Kraftsensor auch mehrere Kristalle mit unterschiedlichen Schneidanweisungen verwenden, um die multidirektionale Kraft abhängig von seinen verschiedenen piezoelektrischen Effekten wie der Drei-Richtung-Komponentenkraft der räumlichen Kraft FX, FY, FZ, zu messen

(2) Druckmessung: Piezoelektrische Drucksensoren verwenden hauptsächlich elastische Elemente (Zwerchfell, Kolben usw.), um Druck zu sammeln und eine Kraft, die auf den Kristall wirkt Die Eigenschaften des Sensors.

(3) Beschleunigungsmessung: Der piezoelektrische Beschleunigungssensor verwendet die Masse, um durch Vorspannkraft gegen den Kristall gedrückt zu werden. Bei der Messbeschleunigung wird der Piezo -Kristall einer Trägheitskraft unterzogen, die einen piezoelektrischen Effekt erzeugt. Daher bestimmt die Qualität der Masse die Empfindlichkeit des Sensors und beeinflusst auch den Hochfrequenzgang des Sensors.