مبدل اندازه گیری فاصله اولتراسونیک سنسور پیزو

اولتراسوند به امواج صوتی با فرکانس بالای 20 کیلوهرتز گفته می شود و نوعی موج مکانیکی است. زیرا جهت گیری و تحمل خوبی نسبت به محیط دارد. سنسور الکتریکی حلقه پیزو در فناوری اندازه گیری گشتاور استفاده می شود. اندازه گیری فاصله اولتراسونیک یک تکنیک محدوده غیر تماسی است. روش های اصلی عبارتند از روش پالس، روش فاز و روش تبدیل فرکانس. اندازه گیری فاصله اولتراسونیک عمدتا از روش پالس استفاده می کند. روش نبض از مواد PZT صدای پیزو به طور مستقیم مقدار فاصله را با اندازه‌گیری زمان حرکت سیگنال پالس حامل در مسافتی که باید اندازه‌گیری شود، محاسبه می‌کند. فرمول آن D = V t2D /2 است که در آن D مقدار فاصله ای است که باید با آن اندازه گیری شود کریستال دیسک پیزوسرامیک الکترونیکی ; V سرعت انتشار حامل در هوا است. t2D زمان رفت و برگشت حامل است. دقت محدوده روش پالس متاثر از دقت است مبدل کره پیزو ، و دقت زمان تحت تأثیر فرکانس نوسان است. اگر از امواج اولتراسونیک به عنوان امواج حامل استفاده شود و دقت محدوده مورد نیاز ΔD ≤ 1 سانتی متر باشد، دقت اندازه گیری زمان مورد نیاز Δt ≤ 5. 9 × 10- 5 ثانیه است، یعنی تا زمانی که فرکانس نوسان به 1. 7× 104 هرتز برسد، بسیار آسان است. مبدل های اولتراسونیک پیزوالکتریک با استفاده از اثر پیزوالکتریک صفحه تاریخ مبدل پیزو ساخته می شوند. مواد پیزوالکتریک پلاریزه تحت میدان الکتریکی اعمال شده تحت تغییر شکل مکانیکی قرار می گیرند. این اثر پیزوالکتریک معکوس نامیده می شود. برعکس، تغییر شکل مکانیکی مواد پیزوالکتریک نیز ولتاژ تولید می کند. این اثر پیزوالکتریک مثبت نامیده می شود. با استفاده از اثر پیزوالکتریک معکوس، ولتاژهای فرکانس بالا برداشت انرژی پیزو می تواند به ارتعاشات مکانیکی با فرکانس بالا برای تولید امواج اولتراسونیک تبدیل شود. از ارتعاشات اولتراسونیک مثبت نیز می توان برای تبدیل ارتعاشات اولتراسونیک دریافتی به سیگنال های الکتریکی استفاده کرد. مبدل اولتراسونیک اینگونه کار می کند. مبدل های اولتراسونیک پیزوالکتریک را می توان به صورت شبکه های چهار ترمینالی با انتهای الکتریکی و مکانیکی مشاهده کرد.