Ультрагукавы пераўтваральнік п'езадатчыка для вымярэння адлегласці

Ультрагук адносіцца да гукавых хваль з частатой вышэй за 20 кГц, і гэта разнавіднасць механічнай хвалі. Паколькі ён мае добрую накіраванасць і талерантнасць да навакольнага асяроддзя, п'езакальцавы электрычны датчык выкарыстоўваецца ў тэхналогіі вымярэння крутоўнага моманту. Ультрагукавое вымярэнне адлегласці - гэта бескантактавы метад вымярэння адлегласці. Асноўнымі метадамі з'яўляюцца імпульсны метад, фазавы метад і метад пераўтварэння частоты. Ультрагукавое вымярэнне адлегласці ў асноўным выкарыстоўвае імпульсны метад. Імпульсны метад п'езагук PZT materials непасрэдна разлічвае значэнне адлегласці, вымяраючы час, за які носьбіт імпульснага сігналу перамяшчаецца наперад і назад на адлегласць, якое трэба вымераць. Яго формула: D = V t2D /2, дзе D - значэнне адлегласці, якое трэба вымераць электронны п'езакерамічны дыск-крышталь ; V - хуткасць распаўсюджвання носьбіта ў паветры; t2D - час перавозкі туды і назад. Дакладнасць дыяпазону імпульснага метаду залежыць ад дакладнасці п'езасферычны пераўтваральнік , і на дакладнасць вымярэння часу ўплывае частата ваганняў. Калі ў якасці нясучай хвалі выкарыстоўваюцца ультрагукавыя хвалі і неабходная дакладнасць вымярэння дыяпазону ΔD ≤ 1 см, то неабходная дакладнасць вымярэння часу складае Δt ≤ 5,9 × 10-5 с, гэта значыць, пакуль частата ваганняў дасягае 1,7 × 104 Гц, гэта вельмі проста. П'езаэлектрычныя ультрагукавыя пераўтваральнікі вырабляюцца з выкарыстаннем п'езаэлектрычнага эфекту п'езаператваральніка. Палярызаваны п'езаэлектрычны матэрыял падвяргаецца механічнай дэфармацыі пад уздзеяннем прыкладзенага электрычнага поля. Гэта называецца зваротным п'езаэлектрычным эфектам. Наадварот, механічная дэфармацыя п'езаэлектрычнага матэрыялу таксама стварае напружанне. Гэта называецца станоўчым п'езаэлектрычным эфектам. Выкарыстанне зваротнага п'езаэлектрычнага эфекту, высокачашчынных напружанняў збор п'езаэнергіі можа быць ператвораны ў высокачашчынныя механічныя ваганні для генерацыі ультрагукавых хваль; станоўчыя ультрагукавыя ваганні таксама можна выкарыстоўваць для пераўтварэння атрыманых ультрагукавых ваганняў у электрычныя сігналы. Вось як працуе ультрагукавой пераўтваральнік. П'езаэлектрычныя ультрагукавыя пераўтваральнікі можна разглядаць як чатырохкантактную сетку з электрычным і механічным канцамі.