Inleiding tot piëso-elektriese keramiektransduktorfunksie

Piëso-elektriese omskakelaars is ultrasoniese sensors wat gemaak word deur die piëso-elektriese effek te gebruik wat deur sekere diëlektrika geproduseer word. Die sogenaamde piëso-elektriese effek verwys na die verskynsel dat wanneer sekere diëlektrika vervorming ondergaan (insluitend buig- en rekdeformasie) as gevolg van die polarisasie van interne ladings, hulle ladings op hul oppervlak sal genereer 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 transducer is verskillende tipes van piëzo-elektriese keramiekbuis wat aan piëso-elektriese polikristalle en kwartskristalle in piëso-elektriese enkelkristalle behoort. Ander piëso-elektriese enkelkristalle sluit in litiumniobaat, litiumtantalaat, litiumgallaat en bismutgermanaat wat geskik is vir hoëtemperatuurbestralingsomgewings.

Inleiding vir die kenmerke van piëzo-elektriese keramieksensors

Piëso-elektriese keramiek sluit in bariumtitanaatkeramiek wat aan die binêre stelsel behoort, loodsirkonaattitanaatreekskeramiek, niobaatreekskeramiek en loodmagnesiumniobaatkeramiek wat aan die ternêre stelsel behoort. Die voordele van pasgemaakte piëzo-elektriese halfrond s is gerieflike vuur, maklike vorming, humiditeit weerstand en hoë temperatuur weerstand. Die nadeel is dat dit piro-elektrisiteit het, wat sal inmeng met die meting van meganiese hoeveelhede. Piëso-elektriese materiale sluit meer as tien soorte polimeermateriaal in soos polivinielideenfluoried, polivinielfluoried en nylon. Piëso-elektriese materiale kan massavervaardig word en in groter gebiede gemaak word. Dit het unieke voordele in ooreenstemming met die akoestiese weerstand van lug en is 'n nuwe tipe elektro-akoestiese materiaal met groot ontwikkelingspotensiaal. Sedert die 1960's is kristalle met beide halfgeleier-eienskappe en piëso-elektriese eienskappe, soos sinksulfied, sinkoksied en kalsiumsulfied, ontdek. Die gebruik van PZT-materiaal kan gemaak word in 'n nuwe tipe piëzo-elektriese sensor wat sensitiewe komponente en elektroniese stroombane integreer, wat baie belowend is.

Die toepassing van piëzo-elektriese sensor: piëzo-elektriese keramieksensor het eenvoudige struktuur, klein grootte, klein massa, lae kragverbruik, lang lewe, veral dit het goeie dinamiese eienskappe, so dit is geskik vir 'n wye band van periodieke krag en hoëspoedverandering van impakkrag.

dinamiese meting van piëzo-elektriese keramieksensor

Piëso-elektriese sensors kan slegs vir dinamiese meting gebruik word

Omdat die lading wat gegenereer word deur die eksterne krag wat op die piëso-elektriese element inwerk, slegs sonder lekkasie gestoor kan word, dit wil sê, die meting moet 'n oneindige insetimpedansie hê, wat feitlik onmoontlik is, dus kan die piëso-elektriese sensor nie vir statiese meting gebruik word nie.

Onder die werking van afwisselende krag kan die piëso-elektriese element voortdurend die lading versuif en kan 'n sekere stroom aan die meetkring verskaf, dus is dit slegs geskik vir dinamiese meting (gewoonlik moet dit hoër as 100Hz wees, maar bo 50kHz neem die sensitiwiteit af).

Meting van piëso-elektriese keramieksensor:

(1) Kragmeting Piëzo-elektriese sensors gebruik hoofsaaklik die longitudinale en skuif-piëzo-elektriese effekte van piëzo-keramiekskyfkwartskristalle , omdat kwartskristalle groot styfheid, lae histerese, hoë sensitiwiteit, goeie lineariteit, wye bedryfsfrekwensie en lae piro-elektrisiteit het. Benewens die meting van die eenrigtingkrag, kan die kragsensor ook veelvuldige kristalle met verskillende snyrigtings gebruik om multi-rigting krag te meet, afhangende van die verskillende piëso-elektriese effekte daarvan, soos die drierigting komponent krag van die ruimtelike krag Fx, Fy, Fz

(2) Drukmeting: Piëso-elektriese druksensors gebruik hoofsaaklik elastiese elemente (diafragma, suier, ens.) om druk te versamel en 'n krag te word wat op die kristal inwerk, want die eienskappe van die PZT-materiaal wat in die elastiese element gebruik word, het 'n groot invloed op die kenmerke van die sensor.

(3) Versnellingsmeting: Die piëso-elektriese versnellingsensor gebruik die massa om teen die kristal gedruk te word deur voorlaaikrag. Wanneer die meetversnelling inwerk, sal die piëzo-kristal aan 'n traagheidskrag onderwerp word, wat 'n piëzo-elektriese effek produseer. Daarom bepaal die kwaliteit van die massa die sensitiwiteit van die sensor en beïnvloed dit ook die hoëfrekwensierespons van die sensor.