Trasduttore di misurazione della distanza ad ultrasuoni del sensore piezoelettrico

Gli ultrasuoni si riferiscono a onde sonore con frequenze superiori a 20 kHz ed è una sorta di onda meccanica. Perché ha una buona direzionalità e tolleranza all'ambiente, Il sensore elettrico ad anello piezoelettrico viene utilizzato nella tecnologia di misurazione della coppia. La misurazione della distanza ad ultrasuoni è una tecnica di misurazione senza contatto. I metodi principali sono il metodo a impulsi, il metodo a fase e il metodo a conversione di frequenza. La misurazione della distanza a ultrasuoni utilizza principalmente il metodo a impulsi. Il metodo dell'impulso di I materiali PZT con suono piezoelettrico calcolano direttamente il valore della distanza misurando il tempo impiegato dal segnale dell'impulso portante per viaggiare avanti e indietro lungo la distanza da misurare. La sua formula è D = V t2D /2 dove D è il valore della distanza da misurare cristallo elettronico del disco piezoceramico ; V è la velocità di propagazione della portante nell'aria; t2D è il tempo di andata e ritorno del vettore. La precisione del metodo a impulsi è influenzata dalla precisione del trasduttore piezoelettrico e la precisione dell'ora è influenzata dalla frequenza di oscillazione. Se si utilizzano onde ultrasoniche come onde portanti e la precisione di misurazione richiesta è ΔD ≤ 1 cm, la precisione di misurazione del tempo richiesta è Δt ≤ 5,9 × 10-5 s, ovvero finché la frequenza di oscillazione raggiunge 1,7× 104 Hz, è molto semplice. I trasduttori ultrasonici piezoelettrici sono realizzati utilizzando l'effetto piezoelettrico della scheda tecnica del trasduttore piezoelettrico. Il materiale piezoelettrico polarizzato subisce una deformazione meccanica sotto il campo elettrico applicato. Questo è chiamato effetto piezoelettrico inverso. Viceversa, anche la deformazione meccanica del materiale piezoelettrico genera tensione. Questo è chiamato effetto piezoelettrico positivo. Utilizzando l'effetto piezoelettrico inverso, tensioni ad alta frequenza la raccolta di energia piezoelettrica può essere convertita in vibrazioni meccaniche ad alta frequenza per generare onde ultrasoniche; le vibrazioni ultrasoniche positive possono essere utilizzate anche per convertire le vibrazioni ultrasoniche ricevute in segnali elettrici. Ecco come funziona il trasduttore ad ultrasuoni. I trasduttori ultrasonici piezoelettrici possono essere visti come reti a quattro terminali con estremità elettriche e meccaniche.