Princip rada i primjena piezoelektričnog ultrazvučnog senzora

Princip rada od piezoelektrični ultrazvučni senzor uglavnom se temelji na piezoelektričnom učinku, koji koristi električne komponente i druge strojeve za pretvaranje tlaka koji treba izmjeriti u električnu energiju, a zatim izvodi odgovarajuće mjerenje. Precizni mjerni instrumenti, kao što su mnogi transmiteri tlaka i senzori tlaka. Piezoelektrični ultrazvučni senzori ne mogu se koristiti u statičkim mjerenjima. Razlog je taj što se naboj nakon podvrgavanja vanjskoj sili može sačuvati samo ako krug ima beskonačni ulazni otpor. Donosimo sljedeće, Recimo ukratko o primjeni principa rada piezoelektričnih ultrazvučnih senzora!

Stvarni Arduino ultrazvučni senzori mogu se koristiti samo u dinamičkim mjerenjima. Njegovi glavni piezoelektrični materijali su: dihidrogen fosfat, natrijev kalijev tartarat i kvarc. Piezoelektrični učinak nalazi se na kvarcu. Kada se napon promijeni, električno polje se vrlo malo promijeni, a neki drugi piezoelektrični kristali zamijenit će kvarc. Kalijev natrijev tartarat, ima veliki piezoelektrični koeficijent i piezoelektričnu osjetljivost, ali se može koristiti samo u zatvorenim prostorima gdje su vlažnost i temperatura relativno niske. fosfat je umjetni kristal, može se koristiti u okruženju visoke vlažnosti i visoke temperature, tako da je njegova primjena vrlo široka. S razvojem tehnologije piezoelektrični efekt je primijenjen i na polikristale. Na primjer: piezoelektrična keramika, piezoelektrična keramika s niobatnom magnezijevom kiselinom, piezoelektrična keramika serije niobata i piezoelektrična keramika s barijevim titanatom su sve uključene.

Ultrazvučni senzor s piezoelektričnim učinkom, to je senzor elektromehaničke pretvorbe i senzor s vlastitim napajanjem. Njegove osjetljive komponente izrađene su od piezoelektričnih materijala, a kada su piezoelektrični materijali podvrgnuti vanjskoj sili, na njegovoj će se površini formirati naboji. Naboji će proći kroz pojačalo naboja, pojačanje mjernog kruga i pretvorbu impedancije. Pretvara se u izlaznu snagu proporcionalnu primljenoj vanjskoj sili.

Tehnički parametri piezoelektričnih ultrazvučnih senzora

Ultrazvučni senzor blizine piezoelektrične konstante je parametar koji mjeri snagu piezoelektričnog učinka materijala, a izravno je povezan s osjetljivošću piezoelektričnog izlaza. Konstanta elastičnosti i krutost piezoelektričnih materijala određuju prirodnu frekvenciju i dinamičke karakteristike piezoelektričnih uređaja. Za piezoelektrični element određenog oblika i veličine, njegov inherentni kapacitet povezan je s dielektričnom konstantom i inherentni kapacitet utječe na donju granicu frekvencije piezoelektričnog ultrazvučnog senzora.

U piezoelektričnom učinku, koeficijent mehaničke sprege jednak je kvadratnom korijenu omjera pretvorene izlazne energije (kao što je električna energija) i ulazne energije (kao što je mehanička energija); to je važan parametar za mjerenje učinkovitosti elektromehaničke pretvorbe energije piezoelektričnih materijala.

Otpornost izolacije piezoelektričnih materijala ultrazvučni senzor blizine smanjit će curenje naboja, čime će se poboljšati niskofrekventne karakteristike piezoelektričnih ultrazvučnih senzora. Temperatura pri kojoj piezoelektrični materijali počinju gubiti svoja piezoelektrična svojstva naziva se temperatura curiejeve točke.