محول قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية لجهاز استشعار بيزو

تشير الموجات فوق الصوتية إلى موجات صوتية ذات ترددات أعلى من 20 كيلو هرتز وهي نوع من الموجات الميكانيكية. لأنه يتمتع بالاتجاه الجيد والتسامح مع البيئة، المستشعر الكهربائي الدائري الانضغاطي في تكنولوجيا قياس عزم الدوران. يستخدم قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية هو تقنية تتراوح بين عدم الاتصال. الطرق الرئيسية هي طريقة النبض وطريقة الطور وطريقة تحويل التردد. يستخدم قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية بشكل أساسي طريقة النبض. طريقة النبض تقوم مواد PZT الصوتية الضغطية بحساب قيمة المسافة مباشرة عن طريق قياس الوقت الذي تنتقل فيه إشارة نبض الموجة الحاملة ذهابًا وإيابًا عبر المسافة المراد قياسها. صيغتها هي D = V t2D /2 حيث D هي قيمة المسافة التي سيتم قياسها قرص كريستالي سيراميكي إلكتروني ؛ V هي سرعة انتشار الموجة الحاملة في الهواء؛ t2D هو وقت رحلة الناقل ذهابًا وإيابًا. تتأثر دقة نطاق طريقة النبض بدقة محول الطاقة الكهروإجهادي ، وتتأثر دقة الوقت بتردد التذبذب. إذا تم استخدام الموجات فوق الصوتية كموجات حاملة، ودقة النطاق المطلوبة ΔD ≥ 1 سم، فإن دقة قياس الوقت المطلوبة هي Δt ≥ 5.9 × 10-5 ثانية، أي طالما أن تردد التذبذب يصل إلى 1.7 × 104 هرتز، فمن السهل جدًا. يتم تصنيع محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية الكهروإجهادية باستخدام التأثير الكهرضغطي لجدول بيانات محول الطاقة الانضغاطي. تخضع المادة الكهرضغطية المستقطبة لتشوه ميكانيكي تحت المجال الكهربائي المطبق. وهذا ما يسمى التأثير الكهرضغطية العكسي. وعلى العكس من ذلك، فإن التشوه الميكانيكي للمادة الكهرضغطية يولد الجهد أيضًا. وهذا ما يسمى التأثير الكهروإجهادي الإيجابي. باستخدام التأثير الكهرضغطية العكسي، الفولتية عالية التردد ويمكن تحويل حصاد الطاقة الانضغاطية إلى اهتزازات ميكانيكية عالية التردد لتوليد موجات فوق صوتية؛ يمكن أيضًا استخدام الاهتزازات فوق الصوتية الإيجابية لتحويل الاهتزازات فوق الصوتية المستلمة إلى إشارات كهربائية. هذه هي الطريقة التي يعمل بها محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية. يمكن رؤية محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية الكهرضغطية على أنها شبكات ذات أربع أطراف ذات نهايات كهربائية وميكانيكية.