圧電セラミックス振動子機能の紹介

圧電トランスデューサは、特定の誘電体によって生成される圧電効果を利用して作られた超音波センサーです。いわゆる圧電効果とは、特定の誘電体が内部電荷の分極により変形（曲げ変形や伸縮変形を含む）を起こし、外力により一定方向に変形すると、その表面に電荷が発生する現象を指します。圧電材料は、圧電単結晶、圧電多結晶、および有機圧電材料に分類できます。最も一般的に使用される圧電トランスデューサーは、さまざまなタイプの圧電トランスデューサーです。 圧電セラミックス管。 圧電単結晶中の圧電多結晶や水晶に属する他の圧電単結晶には、高温放射線環境に適したニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、没食子酸リチウム、ゲルマニウム酸ビスマスなどがあります。

圧電セラミックセンサーの特徴についてご紹介します

圧電セラミックスとしては、二元系のチタン酸バリウムセラミックス、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス、ニオブ酸系セラミックス、三元系のニオブ酸鉛マグネシウムセラミックス等が挙げられる。の利点 カスタム圧電半球は、焼成が便利で、成形が容易で、耐湿性と耐高温性に優れています。欠点は焦電性があり、力学量の測定に支障をきたすことです。圧電材料には、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ナイロンなど10種類以上の高分子材料があります。圧電材料は大量生産でき、より大きな面積を作ることができます。空気の音響抵抗と一致するという独自の利点があり、大きな開発の可能性を秘めた新しいタイプの電気音響材料です。 1960年代以降、硫化亜鉛、酸化亜鉛、硫化カルシウムなど、半導体の性質と圧電の性質を併せ持つ結晶が発見されてきました。 PZT 材料を使用すると、高感度コンポーネントと電子回路を統合した新しいタイプの圧電センサーを作ることができ、非常に有望です。

圧電センサーの応用：圧電セラミックスセンサーは構造が簡単、小型、軽量、低消費電力、長寿命で、特に優れた動特性を備えているため、広帯域の周期力や衝撃力の高速変化に適しています。

圧電セラミックセンサーの動的測定

圧電センサーは動的測定にのみ使用できます

圧電素子に作用する外力によって発生した電荷は漏れなく蓄積することしかできないため、つまり測定には入力インピーダンスを無限大にする必要があり、実際には不可能であるため、圧電センサーは静的測定には使用できません。

交流力の作用下では、圧電素子は電荷を継続的に供給し、測定回路に特定の電流を供給できるため、動的測定にのみ適しています（通常、100Hz以上である必要がありますが、50kHzを超えると感度が低下します）。

圧電セラミックセンサーの測定：

(1) 力の測定 圧電センサーは主に縦方向およびせん断圧電効果を利用します。 水晶は、剛性が高く、ヒステリシスが低く、感度が高く、直線性が良く、動作周波数が広く、焦電気が低いため、ピエゾセラミックディスク 水晶振動子と同様に使用できます。一方向の力の測定に加えて、力センサーは、異なる切断方向を持つ複数の結晶を使用して、空間力 Fx、Fy、Fz の 3 方向分力など、異なる圧電効果に応じて多方向の力を測定することもできます。

(2) 圧力測定：圧電圧力センサは主に弾性素子（ダイヤフラム、ピストンなど）を用いて圧力を収集し、結晶に作用する力としています。これは、弾性素子に使用されているPZT材料の特性がセンサの特性に大きな影響を与えるためです。

(3) 加速度測定：圧電加速度センサは、予圧により水晶に押し付けられる質量を利用しています。測定加速度が作用すると、ピエゾ結晶には慣性力が働き、圧電効果が生じます。したがって、質量の品質がセンサーの感度を決定し、センサーの高周波応答にも影響します。