Асноўныя прынцыпы п'езаэлектрычных керамічных датчыкаў

П'езаэлектрычныя керамічныя датчыкі - гэта ультрагукавыя датчыкі, вырабленыя з выкарыстаннем п'езаэлектрычнага эфекту, які ствараецца некаторымі дыэлектрыкамі. Так званы п'езаэлектрычны эфект адносіцца да з'явы, калі некаторыя дыэлектрыкі падвяргаюцца дэфармацыі (уключаючы дэфармацыю выгібу і расцяжэння) з-за палярызацыі ўнутраных зарадаў, калі яны дэфармуюцца знешнімі сіламі ў пэўным кірунку. П'езаэлектрычныя матэрыялы можна падзяліць на п'езаэлектрычныя монакрышталічныя, п'езаэлектрычныя полікрышталічныя і арганічныя п'езаэлектрычныя матэрыялы.

Найбольш часта выкарыстоўваюцца п'езаэлектрычныя керамічныя пераўтваральнікі - гэта розныя тыпы п'езаэлектрычнай керамікі, якія належаць да п'езаэлектрычных полікрышталяў і крышталяў кварца ў п'езаэлектрычных монакрышталях. Іншыя п'езаэлектрычныя монакрышталі ўключаюць ніябат літыя, танталат літыя, галлат літыя і германат вісмута, прыдатныя для высокатэмпературных радыяцыйных асяроддзяў.

Прынцып працы а п'езаэлектрычны керамічны датчык у асноўным заснаваны на п'езаэлектрычным эфекце. Ён выкарыстоўвае электрычныя кампаненты і іншую тэхніку для пераўтварэння ціску, які трэба вымераць, у электрычнасць, а затым выконвае вымярэнні дакладнымі інструментамі, такімі як многія перадатчыкі ціску і датчыкі ціску. П'езаэлектрычныя керамічныя датчыкі нельга выкарыстоўваць у статычных вымярэннях, таму што зарад пасля ўздзеяння знешняй сілы можа захоўвацца, калі ланцуг мае бясконцае ўваходнае супраціўленне.

Фактычны п'езаакустычныя датчыкі можна выкарыстоўваць толькі ў дынамічных вымярэннях. Яго асноўнымі п'езаэлектрычнымі матэрыяламі з'яўляюцца дигидрофосфат, тартрат натрыю калія і кварц. П'езаэлектрычны эфект выяўлены на кварцы. Пры змене напружання электрычнае поле змяняецца вельмі мала, і некаторыя іншыя п'езаэлектрычныя крышталі заменяць кварц. Тартрат калія натрыю, ён мае вялікі п'езаэлектрычны каэфіцыент і п'езаэлектрычную адчувальнасць, але яго можна выкарыстоўваць толькі ў памяшканні, дзе вільготнасць і тэмпература адносна нізкія.

Дигидрофосфат - гэта штучны крышталь, яго можна выкарыстоўваць у асяроддзі з высокай вільготнасцю і высокай тэмпературай, таму яго прымяненне вельмі шырокае. З развіццём тэхнікі п'езаэлектрычны эфект стаў прымяняцца і да полікрышталяў. Напрыклад: п'езаэлектрычная кераміка, п'езаэлектрычная кераміка ніябату магнію, п'езаэлектрычная кераміка серыі ніябату і п'езаэлектрычная кераміка тытанату барыю. Датчык п'езаэлектрычнага эфекту - гэта электрамеханічны датчык тыпу пераўтварэння і самагенерацыі. Яго адчувальныя кампаненты зроблены з п'езаэлектрычных матэрыялаў. Калі п'езаэлектрычныя матэрыялы П'езаэлектрычныя цыліндрычныя пераўтваральнікі падвяргаюцца ўздзеянню знешняй сілы, на яго паверхні будуць утварацца зарады. Зарады будуць праходзіць праз узмацняльнік зарада, узмацненне ланцуга вымярэння і пераўтварэнне імпедансу. Ён пераўтворыцца ў выхадную магутнасць, прапарцыйную атрыманай знешняй сіле.