سنسور ارتعاش سرامیک های پیزوالکتریک با اعمال میدان الکتریکی قوی DC به سرامیک فروالکتریک برای تصفیه پلاریزاسیون به دست می آید. این یک ماده سرامیکی پیزو ویژه است که می تواند انرژی الکتریکی و انرژی مکانیکی را به یکدیگر تبدیل کند. هنگامی که سرامیک پیزو تحت فشار مکانیکی قرار می گیرد، باعث پلاریزاسیون می شود و مقدار پلاریزاسیون متناسب با تنش است. در مقابل، هنگامی که پیزو سرامیک تحت یک میدان الکتریکی قرار می گیرد، کرنش (تغییر شکل) متناسب با شدت میدان الکتریکی نیز ایجاد می شود. اثر اول را اثر پیزوالکتریک مثبت و دومی را اثر پیزوالکتریک معکوس مینامند که در مجموع به آن اثر پیزوالکتریک میگویند. در اثر پیزوالکتریک مثبت، سرامیک های پیزوالکتریک بسیار حساس هستند و می توانند ارتعاش مکانیکی بسیار ضعیف را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کنند که می تواند برای سیستم های سونار، تشخیص هواشناسی، حفاظت از محیط زیست تله متری، لوازم خانگی و موارد مشابه استفاده شود. در اثر پیزوالکتریک معکوس، سرامیک پیزوالکتریک در اثر میدان الکتریکی مقدار کمی تغییر شکل، تا کسری از یک میلیونیم اندازه خود ایجاد میکند. این ویژگی را می توان برای ابزار دقیق و کنترل مکانیکی، میکروالکترونیک استفاده کرد دیسک های صوتی مبدل پیزو .فناوری مهندسی زیستی و سایر زمینه ها است. دقیقاً به دلیل این عملکردهای منحصر به فرد سرامیک های پیزوالکتریک است که چشم انداز کاربرد گسترده ای در زمینه خودرو دارد. این تحقیق ابتدا به بررسی کاربرد سرامیک های پیزوالکتریک در زمینه های سنجش، رانندگی، ایزوله سازی ارتعاش و کاهش نویز خودروها می پردازد و سپس با استفاده از ویژگی های تولید توان سرامیک های پیزوالکتریک ژنراتور پیزوالکتریک، سیستم تشخیص فشار را برای تایرهای خودرو طراحی و ساخته می شود.
توسعه از عنصر دیسک پیزوالکتریک در زمینه خودرو این است که در سال های اخیر، با افزایش سریع تعداد خودروها در چین، مردم به طور فزاینده ای خواهان ایمنی و راحتی هستند. با استفاده از اثر پیزوالکتریک سرامیک های پیزوالکتریک، عملکردهایی مانند حسگر، رانندگی، عایق بندی ارتعاش و کاهش نویز در زمینه خودرو قابل تحقق است که می تواند الزامات ایمنی و راحتی خودروها را برآورده کند.
کاربرد در زمینه سنجش خودرو:
دیسک های پیزوالکتریک مدل الکتریکی به عنوان منبع اطلاعاتی برای سیستم های کنترل الکترونیکی خودرو، جزء کلیدی سیستم های کنترل الکترونیکی خودرو هستند. هر چه میزان اتوماسیون و اتوماسیون خودرو بیشتر باشد، وابستگی سنسور بیشتر است. یک ماشین خانگی معمولی با ده ها تا نزدیک به صد سنسور نصب می شود و تعداد سنسورهای یک ماشین لوکس می تواند به 200 عدد برسد. در مورد سنسور نوع سرامیکی پیزوالکتریک، می توان از سرامیک پیزوالکتریک برای سنسور ضربه، سنسور اولتراسونیک و سنسور شتاب و موارد مشابه استفاده کرد. سرامیک پیزوالکتریک برای کوبش از یک ویبراتور سرامیکی پیزوالکتریک، یک قطعه فلزی، یک واشر، یک محفظه فلزی و موارد مشابه تشکیل شده است. بار الکتریکی تولید شده توسط ویبراتور پیزوالکتریک متناسب با ارتعاش تولید شده توسط سیلندر موتور است و ولتاژ تولید شده از طریق خط محافظ وارد واحد کنترل الکترونیکی می شود و در نتیجه ولتاژ تولید شده توسط ارتعاش حدود 7 کیلوهرتز را تشخیص می دهد و واحد کنترل الکترونیکی با توجه به بزرگی ولتاژ قضاوت می کند. شدت انفجار، تصحیح به موقع یا تأخیر مربوط به اشتعال، حذف کوبش از قبل، موتور در زمان احتراق نزدیک به ضربه کار می کند، بالاترین راندمان حرارتی و کمترین مصرف سوخت، دستیابی به یک حالت عملیات بدون ضربه، تضمین می کند که موتور با حداکثر قدرت ممکن و اقتصادی کار می کند.
سنسور اولتراسونیک به عنوان یک دستگاه هشدار ضد برخورد معکوس خودرو استفاده می شود و از یک پوشش آلیاژ آلومینیوم، یک مبدل کریستالی پیزوسرامیک PZT، یک ماده جاذب صدا و یک الکترود سربی تشکیل شده است. هنگامی که یک سیگنال الکتریکی به سرامیک پیزوالکتریک اعمال می شود، ارتعاش مکانیکی برای انتشار امواج اولتراسونیک ایجاد می شود. هنگامی که امواج اولتراسونیک در حین انتشار هوا به مانع برخورد می کنند، بلافاصله به عقب منعکس می شوند. هنگامی که به سرامیک پیزوالکتریک اعمال می شود، سیگنال الکتریکی از طریق پردازش داده ها خروجی می شود. اندازه گیری فاصله زمانی فاصله بین وسیله نقلیه و مانع و زنگ هشدار هنگام برخورد خطرناک را محاسبه می کند. می تواند موانع کوچک در دم ماشین و نقطه کور دید راننده را به دقت تشخیص دهد. سنسورهای اولتراسونیک همچنین در سیستمهای تعلیق با کنترل الکترونیکی خودرو برای نظارت مستقیم بر فاصله بین شاسی و سطح جاده استفاده میشوند. شتابسنج مبدلهای پیزوالکتریک مخروطی را میتوان در سیستم کیسه هوای خودرو استفاده کرد. دو ورق سرامیکی پیزوالکتریک از طریق الکترود مشترک داخلی به یکدیگر متصل می شوند تا یک ساختار دو قطبی را تشکیل دهند که در جهت حرکت نصب شده و یک پرتوی کنسول را تشکیل می دهد و با فیلم ضخیم مدار محیطی یکپارچه می شود. این در یک محفظه برای تشخیص شدت برخورد آنی با سرعت کم یا پرسرعت خودرو ساخته شده است و به خروجی سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. هنگامی که قدرت برخورد زیاد باشد، کیسه هوا با دقت به موقع باز می شود تا عملکرد ایمنی خودرو بهبود یابد.
