تیتانات باریم (BaTiO3) دارای ثابت دی الکتریک بالا و ضریب پیزوالکتریک بزرگ (حدود 50 برابر کریستال کوارتز) است. نقطه ضعف آن این است که دمای کوری پایین است (120 درجه سانتیگراد)، پایداری دما و استحکام مکانیکی به خوبی کریستال کوارتز نیست.
سرامیک پیزوالکتریک تیتانات زیرکونات سرب (PZT)
تیتانات زیرکونات سرب یک محلول جامد Pb(Zr, Ti)O3 است که از PbTiO3 و PbZrO3 تشکیل شده است. در مقایسه با تیتانات باریم، ضریب لوله سرامیکی pzt بزرگتر است و دمای کوری بالای 300 درجه سانتیگراد است. پارامترهای الکترومکانیکی کمتر تحت تأثیر دما قرار می گیرند و پایداری زمانی خوب است. علاوه بر این، افزودن یک یا دو عنصر کمیاب دیگر (مانند روتنیوم، اسمیم، قلع، منگنز، تنگستن و غیره) به زیرکونیوم تیتانات نیز می تواند مواد PZT را با خواص متفاوت بدست آورد. بنابراین، سرامیک های پیزوالکتریک تیتانات سرب زیرکونات پرمصرف ترین مواد پیزوالکتریک در سنسورهای پیزوالکتریک هستند.
سرامیک های پیزوالکتریک بدون سرب و شکل مبدل آنها
(3) پلیمر پیزوالکتریک پلی تترا فلوئورواتیلن (PVF2) یک فیلم پلیمری با اثر پیزوالکتریک قوی است. فیلم پلیمری مصنوعی از نظر تقارن اثر پیزوالکتریک ندارد، اما ساختار 'دندان اره ای مسطح' دارد. دوقطبی که قابل جبران نیست. پس از کشش و کشش، می توان محورهای زنجیره مولکولی را به طور منظم مرتب کرد و دوقطبی های قطبی شده خود به خود در جهتی عمود بر محور مولکولی ایجاد می شود. هنگامی که یک میدان الکتریکی ولتاژ بالا DC در جهت ضخامت فیلم پلاریزه می شود، می تواند یک فیلم پلیمری با خواص پیزوالکتریک باشد. این فیلم انعطاف پذیر است و به راحتی در یک مبدل اولتراسونیک پیزوالکتریک با مساحت بزرگ ساخته می شود. این نوع قطعه در برابر ضربه مقاوم است، به راحتی شکسته نمی شود، از پایداری خوبی برخوردار است و دارای باند فرکانسی گسترده است. به منظور بهبود خواص پیزوالکتریک آن، همچنین می توان از پودر سرامیک پیزوالکتریک برای تشکیل یک ماده ترکیبی ترکیبی (PVF2-PZT) استفاده کرد.
(4) مواد نیمه هادی پیزوالکتریک مانند ZnO، CdS، ZnO، CdTe، چنین دستگاه حساس به نیرو دارای مزایای حساسیت بالا و زمان پاسخ کوتاه است. علاوه بر این، ZnO به عنوان ماده پیزوالکتریک نوسانگر موج صوتی سطحی استفاده می شود و پارامترهایی مانند نیرو و دما قابل اندازه گیری است.
مدار اندازه گیری سنسور پیزوالکتریک
حسگر پیزوالکتریک می تواند معادل یک منبع ولتاژ همانطور که در (الف) نشان داده شده است یا معادل یک منبع شارژ، همانطور که در شکل (ب) نشان داده شده است.
مدار معادل منبع ولتاژ و منبع شارژ سنسور پیزوالکتریک
هنگامی که سنسور پیزوالکتریک به مدار اندازه گیری متصل می شود، ظرفیت Cc خط اتصال، مقاومت ورودی Ri مدار تقویت کننده، ظرفیت ورودی Ci و مقاومت داخلی Ra سنسور پیزوالکتریک نیز باید در نظر گرفته شود.
تقویت کننده ولتاژ
سنسور پیزوالکتریک صفحات پیزوالکتریک مواد PZT خود دارای امپدانس داخلی بالا و انرژی خروجی کمی است، بنابراین مدار اندازه گیری آن معمولاً باید به یک پیش تقویت کننده امپدانس ورودی بالا متصل شود.
تقویت کننده 1 ولتاژ (مبدل امپدانس) 2 تقویت کننده شارژ، تقویت کننده شارژ تقویت کننده ای است که ولتاژ خروجی آن متناسب با مقدار شارژ ورودی است.
![6FK}O[8D@PBRL})VM]0TFU](http://5krorwxhlkpmrik.leadongcdn.com/cloud/lkBqnKjlRiqSqimjpkiq/6FK-OD-PBRL-VMTFU.png)
