کاربرد مبدل پیزوالکتریک

مبدل اولتراسونیک وسیله ای است که ارتعاشات مکانیکی را به سیگنال های الکتریکی یا ارتعاشات مکانیکی که توسط یک میدان الکتریکی هدایت می شود، تبدیل می کند. دستگاه‌های الکتروآکوستیک پلیمری پیزوالکتریک از اثر پیزوالکتریک عرضی پلیمر استفاده می‌کنند، در حالی که طراحی مبدل از پیزوالکتریک پلیمری استفاده می‌کند. در حال حاضر، تحقیقات روی دستگاه‌های الکتروآکوستیک پلیمری پیزوالکتریک عمدتاً بر ویژگی‌های پلیمرهای پیزوالکتریک متمرکز است و دستگاه‌هایی را توسعه می‌دهد که با سایر فناوری‌های فعلی به سختی قابل درک هستند و عملکردهای الکتروآکوستیک خاصی دارند، مانند تلفن‌های ضد نویز و سیستم‌های انتقال سیگنال فراصوت باند پهن.

سنسورهای فشار پیزوالکتریک با استفاده از اثر پیزوالکتریک مواد پیزوالکتریک ساخته می شوند. ساختار اساسی از سنسور سرامیکی Pzt نشان داده شده است. از آنجایی که مقدار شارژ مواد پیزوالکتریک ثابت است، هنگام اتصال باید دقت خاصی داشت تا از نشتی جلوگیری شود. سنسور فشار پیزوالکتریک دارای مزایای سیگنال خود تولید، 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 مخصوصی مورد نیاز است و زمانی که در معرض لرزش ناگهانی یا فشار بیش از حد قرار می‌گیرد، بازیابی خود کند است.

(2) سنسور شتاب سنج پیزوالکتریک
: عنصر سرامیک پیزوالکتریک به طور کلی از دو ویفر پیزوالکتریک تشکیل شده است. الکترودها بر روی هر دو سطح ویفر پیزوالکتریک آبکاری می شوند و سرب ها کشیده می شوند. یک جرم روی ویفر پیزوالکتریک قرار می گیرد و جرم عموماً از یک فلز تنگستن نسبتاً بزرگ یا یک آلیاژ با وزن مخصوص بالا ساخته می شود. این جرم با یک فنر یا پیچ سخت از قبل بارگذاری می شود و کل مجموعه در یک محفظه فلزی از پایه اصلی قرار می گیرد. به منظور جداسازی هر گونه فشار قطعه آزمایشی که به عنصر پیزوالکتریک منتقل می شود تا از خروجی سیگنال کاذب جلوگیری شود، به طور کلی لازم است که پایه ضخیم شود یا از ماده ای با استحکام نسبتاً بالا استفاده شود. وزن بدنه و پایه تقریباً وزن سنسور است. هنگام اندازه گیری، پایه حسگر و قطعه آزمایش به طور صلب با هم ثابت می شوند. هنگامی که سنسور تحت یک نیروی ارتعاش قرار می گیرد، از آنجایی که سفتی گیرنده و جرم نسبتاً بزرگ است و جرم نسبتاً کوچک است، اینرسی جرم را می توان کوچک در نظر گرفت. بنابراین، جرم تحت حرکتی مشابه گیره قرار می گیرد و تحت نیروی اینرسی مخالف جهت شتاب قرار می گیرد. بنابراین، جرم دارای نیروی کرنشی متناسب با شتابی است که بر روی آن اعمال می شود مبدل سرامیکی سیلندر پیزو . از آنجایی که ویفر پیزوالکتریک دارای اثر پیزوالکتریک است، بار متناوب (ولتاژ) روی دو سطح آن ایجاد می شود. هنگامی که سنسور شتاب بسیار کمتر از فرکانس طبیعی سنسور است، ولتاژ خروجی سنسور متناسب با نیرو است، یعنی متناسب با شتاب قطعه آزمایش است. برق خروجی از خروجی سنسور خارج می شود. پس از ورود پیش تقویت کننده، شتاب قطعه آزمایش را می توان با یک ابزار اندازه گیری مشترک آزمایش کرد. اگر یک مدار یکپارچه مناسب به تقویت کننده اضافه شود، می توان آن را آزمایش کرد. آنها سرعت ارتعاش یا جابجایی قطعه آزمایش هستند.