Prinsip kerja dan penerapan sensor ultrasonik piezoelektrik

Prinsip kerja dari Sensor ultrasonik piezoelektrik terutama didasarkan pada efek piezoelektrik, yang menggunakan komponen listrik dan mesin lain untuk mengubah tekanan yang akan diukur menjadi listrik, dan kemudian melakukan pengukuran terkait. Mengukur instrumen presisi, seperti banyak pemancar tekanan dan sensor tekanan. Sensor ultrasonik piezoelektrik tidak dapat digunakan dalam pengukuran statis. Alasannya adalah bahwa muatan setelah dikenai gaya eksternal hanya dapat dipertahankan jika rangkaian mempunyai resistansi masukan yang tak terhingga. Berikut ini disajikan, Mari kita bahas secara singkat tentang penerapan prinsip kerja sensor ultrasonik piezoelektrik!

Yang sebenarnya Sensor ultrasonik Arduino hanya dapat digunakan dalam pengukuran dinamis. Bahan piezoelektrik utamanya adalah: dihidrogen fosfat, natrium kalium tartrat dan kuarsa. Efek piezoelektrik ditemukan pada kuarsa. Ketika tegangan berubah, medan listrik hanya berubah sedikit, dan beberapa kristal piezoelektrik lainnya akan menggantikan kuarsa. Kalium natrium tartrat, memiliki koefisien piezoelektrik dan sensitivitas piezoelektrik yang besar, tetapi hanya dapat digunakan di dalam ruangan yang kelembapan dan suhunya relatif rendah. fosfat adalah kristal buatan, dapat digunakan di lingkungan dengan kelembaban tinggi dan suhu tinggi, sehingga penerapannya sangat luas. Dengan berkembangnya teknologi, efek piezoelektrik juga diterapkan pada polikristal. Misalnya: keramik piezoelektrik, keramik piezoelektrik asam magnesium niobate, keramik piezoelektrik seri niobate, dan keramik piezoelektrik barium titanat semuanya disertakan.

Sensor ultrasonik efek piezoelektrik, ini adalah konversi elektromekanis dan sensor bertenaga mandiri. Komponen sensitifnya terbuat dari bahan piezoelektrik, dan ketika bahan piezoelektrik terkena gaya eksternal, muatan akan terbentuk pada permukaannya. Muatan akan melewati penguat muatan, amplifikasi rangkaian pengukuran, dan konversi impedansi. Ini diubah menjadi keluaran daya yang sebanding dengan gaya eksternal yang diterima.

Parameter teknis sensor ultrasonik piezoelektrik

Sensor jarak ultrasonik konstan piezoelektrik adalah parameter yang mengukur kekuatan efek piezoelektrik suatu material, dan berhubungan langsung dengan sensitivitas keluaran piezoelektrik. Konstanta elastis dan kekakuan bahan piezoelektrik menentukan frekuensi alami dan karakteristik dinamis perangkat piezoelektrik. Untuk elemen piezoelektrik dengan bentuk dan ukuran tertentu, kapasitansi bawaannya berhubungan dengan konstanta dielektrik, dan kapasitansi bawaan memengaruhi batas frekuensi bawah sensor ultrasonik piezoelektrik.

Dalam efek piezoelektrik, koefisien kopling mekanis sama dengan akar kuadrat dari rasio energi keluaran yang dikonversi (seperti energi listrik) dengan energi masukan (seperti energi mekanik); ini merupakan parameter penting untuk mengukur efisiensi konversi energi elektromekanis bahan piezoelektrik.

Ketahanan isolasi bahan piezoelektrik sensor jarak ultrasonik akan mengurangi kebocoran muatan, sehingga meningkatkan karakteristik frekuensi rendah sensor ultrasonik piezoelektrik. Suhu dimana bahan piezoelektrik mulai kehilangan sifat piezoelektriknya disebut suhu titik curie.