圧電センサーの応用

2. 圧電型加速度センサ
    構造としては大きく縦効果型、横効果型、せん断効果型の3種類があります。図に示すように、縦方向の効果が最も一般的です。圧電セラミックス４と錘２はリング状であり、錘にはナットにより予圧が与えられている 

３の圧電セラミックスに押し付けられる。センサベース５は、測定時に測定対象物にしっかりと固定される。出力信号は電極1から取り出されます。銀メッキピエゾシリンダーセンサーが振動を感知すると、測定対象物の質量に比べて質量が小さいため、質量はセンサーベースと同じ振動を感じ、加速度方向と逆の慣性力を受けます、この力F=maとなります。同時に圧電セラミックシートには慣性力が作用して電荷が発生します。

3. 圧電センサーによる表面粗さの測定
   
       圧電センサーをプロファイラーに適用したときの構造を図に示します。センサーはドライブボックスによって引きずられ、スタイラスはワーク表面上を一定の速度でスライドします。ワーク表面の凹凸によりスタイラスが上下し、針棒によって圧電結晶が変形します。したがって、圧電結晶の表面に電荷が生成され、リードの電気出力はスタイラスの変位に比例します。

4. 電子ガスストーブ点火装置
   
         ガスストーブの電子点火装置の原理は、高圧フラッシュオーバーを利用してガスに点火することです。ユーザーがスイッチを内側に押すと、エアバルブが開きます。スイッチを回すとスプリングが左に押されます。このとき、バネが圧電結晶を叩く大きな力となり、高電圧の放電が発生し、燃焼ディスクが点火します。

エンジニアリングや機械加工では、圧電パワーセンサーを使用して、さまざまな機械装置やコンポーネントの影響を測定できます。たとえば、鍛造ハンマー、破砕機、パイルドライバー、振動フィーダー加振機、地質掘削リグインパクター、船舶、車両衝突、その他の機械装置の衝撃力測定には、圧電パワーセンサーが使用できます。

超音波圧電振動子シートの動作原理：圧電セラミックシートに外部から圧力が加わると、セラミックシートが機械的に変形し、分極強度が低下し、セラミックシート表面に付着していた電荷の一部が放出され、放電現象が発生します。圧力が解除されると元の状態に戻り、分極強度が増大し、電荷の一部が電極に吸着され帯電現象が起こります。この機械エネルギーから電気エネルギーへの変換現象は、正の圧電効果と呼ばれます。