Basiese beginsels van piëzo-elektriese keramieksensors

Piëso-elektriese keramieksensors is ultrasoniese sensors wat gemaak word deur die piëso-elektriese effek wat deur sekere diëlektrika geproduseer word, te gebruik. Die sogenaamde piëso-elektriese effek verwys na die verskynsel dat sekere diëlektrika vervorming ondergaan (insluitend buig- en rekdeformasie) as gevolg van die polarisasie van interne ladings wanneer dit deur eksterne kragte in 'n sekere rigting vervorm word. Piëzo-elektriese materiale kan verdeel word in piëzo-elektriese enkelkristal, piëzo-elektriese polikristallyne en organiese piëso-elektriese materiale.

Die mees algemeen gebruikte piëzo-elektriese keramiek-omskakelaar is verskillende tipes piëzo-elektriese keramiek wat aan piëso-elektriese polikristalle en kwartskristalle in piëzo-elektriese enkelkristalle behoort. Ander piëso-elektriese enkelkristalle sluit in litiumniobaat, litiumtantalaat, litiumgallaat en bismutgermanaat wat geskik is vir hoëtemperatuurbestralingsomgewings.

Die werkingsbeginsel van die piëzo-elektriese keramiek sensor is hoofsaaklik gebaseer op die piëzo-elektriese effek. Dit gebruik elektriese komponente en ander masjinerie om die druk wat gemeet moet word in elektrisiteit om te skakel, en voer dan presisiemetingsinstrumente uit soos baie druksenders en druksensors. Piëso-elektriese keramieksensors kan nie in die statiese meting gebruik word nie, omdat die lading nadat dit aan eksterne krag onderwerp is, bewaar kan word wanneer die stroombaan oneindige insetweerstand het.

Werklik piëzo-akoestiese sensors kan slegs in dinamiese metings gebruik word. Die belangrikste piëso-elektriese materiale is diwaterstoffosfaat, natriumkaliumtartraat en kwarts. Die piëso-elektriese effek word op kwarts gevind. Wanneer die spanning verander, verander die elektriese veld baie min, en sommige ander piëso-elektriese kristalle sal kwarts vervang. Kaliumnatriumtartraat, dit het 'n groot piëzo-elektriese koëffisiënt en piëzo-elektriese sensitiwiteit, maar dit kan slegs binnenshuis gebruik word waar die humiditeit en temperatuur relatief laag is.

Diwaterstoffosfaat is 'n kunsmatige kristal, dit kan gebruik word in 'n hoë humiditeit en hoë temperatuur omgewing, so die toepassing daarvan is baie wyd. Met die ontwikkeling van tegnologie is die piëso-elektriese effek ook op polikristalle toegepas. Byvoorbeeld: piëso-elektriese keramiek, niobaatmagnesiumsuur piëso-elektriese keramiek, niobaatreeks piëso-elektriese keramiek en bariumtitanaat piëso-elektriese keramiek is almal ingesluit. Piëso-elektriese effek sensor is elektromeganiese omskakeling tipe en selfgenerasie tipe sensor. Die sensitiewe komponente daarvan is gemaak van piëso-elektriese materiale. Wanneer die piëzo-elektriese materiale piëso-elektriese silinder-omskakelaars aan eksterne krag onderwerp word, sal ladings op die oppervlak daarvan gevorm word. Die ladings sal deur die ladingversterker, die versterking van die meetkring en die impedansie-omskakeling gaan. Dit word omgeskakel na 'n kraguitset wat eweredig is aan die eksterne krag wat ontvang word.