جریان فرکانس بالا و فرآیند کار سرامیک های پیزوالکتریک

اصل اثر پیزوالکتریک سرامیک های پیزوالکتریک این است که وقتی فشاری به یک ماده پیزوالکتریک وارد می شود، اختلاف پتانسیل ایجاد می کند (به نام اثر پیزوالکتریک مثبت). در غیر این صورت، یک ولتاژ باعث ایجاد تنش مکانیکی می شود (به نام اثر پیزوالکتریک معکوس). اگر فشار یک ارتعاش با فرکانس بالا باشد قطب سرامیک پیزو ، یک جریان فرکانس بالا تولید می شود. هنگامی که سیگنال های الکتریکی با فرکانس بالا به سرامیک های پیزوالکتریک اعمال می شود، سیگنال های صوتی با فرکانس بالا (ارتعاشات مکانیکی) تولید می شود. این چیزی است که ما معمولا سیگنال های اولتراسونیک می نامیم. به این معنا که سرامیک های پیزوالکتریک دارای عملکرد تبدیل و تبدیل معکوس بین انرژی مکانیکی و انرژی الکتریکی هستند. این رابطه متقابل واقعاً بسیار جالب است.

مواد پیزوالکتریک سرامیکی پیزوالکتریک می توانند میدان های الکتریکی را به دلیل تغییر شکل مکانیکی و همچنین تغییر شکل مکانیکی ناشی از اثر میدان های الکتریکی ایجاد کنند. این اثر جفت مکانیکی- الکتریکی ذاتی باعث می شود که مواد پیزوالکتریک به طور گسترده در مهندسی مورد استفاده قرار گیرند. برای مثال از مواد پیزوالکتریک برای ساخت سازه های هوشمند استفاده شده است. این گونه سازه ها علاوه بر ظرفیت خود باربری، عملکردهای خود تشخیصی، تطبیقی ​​و خود تعمیری نیز دارند که نقش مهمی در طراحی هواپیماهای آینده خواهند داشت.

در فرآیند کار سرامیک های پیزوالکتریک، سنسور فشار آن عمدتاً با استفاده از اثر پیزوالکتریک مواد پیزوالکتریک ساخته می شود. از آنجایی که بار مواد پیزوالکتریک از مبدل سیلندر پیزوالکتریک ثابت است، برای جلوگیری از نشتی باید هنگام اتصال توجه ویژه ای شود. مزایای سنسور فشار پیزوالکتریک این است که دارای سیگنال خود مولد، سیگنال خروجی بزرگ، پاسخ فرکانس بالا، حجم کم و ساختار محکم است. نقطه ضعف آن این است که فقط می توان از آن برای اندازه گیری انرژی جنبشی استفاده کرد. کابل های مخصوصی مورد نیاز است و زمانی که در معرض لرزش ناگهانی یا فشار بیش از حد قرار می گیرد، خود ترمیم کندتر است.