Ultralydsafstandsmålingstransducer af piezosensor

Ultralyd refererer til lydbølger med frekvenser over 20 kHz, og det er en slags mekanisk bølge. Fordi det har god retningsbestemmelse og tolerance over for miljøet, piezo ring elektrisk sensor bruges i momentmålingsteknologi. Ultralydsafstandsmåling er en berøringsfri afstandsmålingsteknik. De vigtigste metoder er pulsmetode, fasemetode og frekvenskonverteringsmetode. Ultralydsafstandsmåling bruger hovedsageligt pulsmetoden. Pulsmetoden af piezolyd PZT-materialer beregner direkte afstandsværdien ved at måle tiden for bærepulssignalet til at rejse frem og tilbage over den afstand, der skal måles. Dens formel er D = V t2D /2 hvor D er afstandsværdien, der skal måles med elektronisk piezokeramisk skivekrystal ; V er udbredelseshastigheden af ​​bæreren i luften; t2D er transportørens tur-retur-tid. Nøjagtigheden af ​​pulsmetodens rækkevidde påvirkes af nøjagtigheden af piezosfære-transducer , og tidens nøjagtighed påvirkes af oscillationsfrekvensen. Hvis ultralydsbølger bruges som bærebølger, og den nødvendige afstandsnøjagtighed ΔD ≤ 1 cm, så er den krævede tidsmålenøjagtighed Δt ≤ 5, 9 × 10- 5 s, det vil sige, så længe oscillationsfrekvensen når 1, 7 × 104 Hz. Piezoelektriske ultralydstransducere er fremstillet ved hjælp af den piezoelektriske effekt af piezotransducers datablad. Det polariserede piezoelektriske materiale gennemgår mekanisk deformation under det påførte elektriske felt. Dette kaldes den omvendte piezoelektriske effekt. Omvendt genererer den mekaniske deformation af det piezoelektriske materiale også spændingen. Dette kaldes den positive piezoelektriske effekt. Ved hjælp af den omvendte piezoelektriske effekt, højfrekvente spændinger piezo-energihøst kan konverteres til højfrekvente mekaniske vibrationer for at generere ultralydsbølger; de positive ultralydsvibrationer kan også bruges til at konvertere modtagne ultralydsvibrationer til elektriske signaler. Sådan fungerer ultralydstransduceren. Piezoelektriske ultralydstransducere kan ses som fire-terminal netværk med elektriske og mekaniske ender.