Grundprinzipien von piezoelektrischen Keramiksensoren

Piezoelektrische Keramiksensoren sind Ultraschallsensoren, die unter Verwendung des durch bestimmten Dielektrika erzeugten piezoelektrischen Effekts hergestellt werden. Der sogenannte piezoelektrische Effekt bezieht sich auf das Phänomen, dass bestimmte Dielektrika aufgrund der Polarisation interner Ladungen eine Verformung (einschließlich Biege- und Dehnungsverformung) unterliegen, wenn sie durch externe Kräfte in eine bestimmte Richtung deformiert werden. Piezoelektrische Materialien können in piezoelektrische Einzelkristall-, piezoelektrische polykristalline und organische piezoelektrische Materialien unterteilt werden.

Der am häufigsten verwendete piezoelektrische Keramikwandler sind verschiedene Arten von piezoelektrischen Keramiken 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.

Das Arbeitsprinzip derpiezoelektrischer Keramiksensorbasiert hauptsächlich auf dem piezoelektrischen Effekt. Es verwendet elektrische Komponenten und andere Maschinen, um den zum Elektrizität gemessenen Druck umzuwandeln, und führt dann Messungspräzisionsinstrumente wie viele Drucksender und Drucksensoren durch. Piezoelektrische Keramiksensoren können bei der statischen Messung nicht verwendet werden, da die Ladung nach einer externen Kraft erhalten bleibt, wenn der Schaltkreis unendlich einen Eingangswiderstand aufweist.

Tatsächlichakustische Piezo -Sensorenkann nur in dynamischen Messungen verwendet werden. Die wichtigsten piezoelektrischen Materialien sind Dihydrogenphosphat, Natriumkaliumtartrat und Quarz. Der piezoelektrische Effekt findet sich auf Quarz. Wenn sich die Spannung ändert, ändert sich das elektrische Feld sehr wenig und einige andere piezoelektrische Kristalle ersetzen Quarz. Kalium -Natriumtartrat hat einen großen piezoelektrischen Koeffizienten und eine piezoelektrische Empfindlichkeit, kann jedoch nur in Innenräumen verwendet werden, in denen die Luftfeuchtigkeit und Temperatur relativ niedrig sind.

Dihydrogenphosphat ist ein künstlicher Kristall, der in hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Temperaturumgebung verwendet werden kann, sodass seine Anwendung sehr breit ist. Mit der Entwicklung der Technologie wurde auch der piezoelektrische Effekt auf Polykristalle angewendet. Zum Beispiel: Piezoelektrische Keramik, piezoelektrische Niobat -Magnesiumsäure -Keramik, piezoelektrische Keramik der Niobat -Serie und piezoelektrische Barium -Titanat -Keramik sind alle enthalten. Der piezoelektrische Effektsensor ist der elektromechanische Konversionstyp und der Self-Generation-Sensor. Seine empfindlichen Komponenten bestehen aus piezoelektrischen Materialien. Wenn die piezoelektrischen Materialienpiezoelektrische Zylinderwandlersind externer Kraft ausgesetzt, werden auf der Oberfläche Gebühren gebildet. Die Ladungen werden den Ladungsverstärker, die Verstärkung des Messkreises und die Impedanzumwandlung verlaufen. Es wird in eine Leistung umgewandelt, die proportional zur empfangenen externen Kraft ausgeführt wird.