Prinsip asas penderia seramik piezoelektrik

Penderia seramik piezoelektrik ialah penderia ultrasonik yang dibuat dengan menggunakan kesan piezoelektrik yang dihasilkan oleh dielektrik tertentu. Kesan piezoelektrik yang dipanggil merujuk kepada fenomena bahawa dielektrik tertentu mengalami ubah bentuk (termasuk ubah bentuk lenturan dan regangan) disebabkan oleh polarisasi cas dalaman apabila ia diubah bentuk oleh daya luaran dalam arah tertentu. Bahan piezoelektrik boleh dibahagikan kepada kristal tunggal piezoelektrik, polihabluran piezoelektrik dan bahan piezoelektrik organik.

Transduser seramik piezoelektrik yang paling biasa digunakan ialah pelbagai jenis seramik piezoelektrik kepunyaan polikristal piezoelektrik dan kristal kuarza dalam kristal tunggal piezoelektrik. Kristal tunggal piezoelektrik lain termasuk litium niobate, litium tantalat, litium gallate, dan bismut bercambah yang sesuai untuk persekitaran sinaran suhu tinggi.

Prinsip kerja bagi sensor seramik piezoelektrik terutamanya berdasarkan kesan piezoelektrik. Ia menggunakan komponen elektrik dan jentera lain untuk menukar tekanan yang akan diukur kepada elektrik, dan kemudian melaksanakan instrumen ketepatan pengukuran seperti banyak pemancar tekanan dan penderia tekanan. Penderia seramik piezoelektrik tidak boleh digunakan dalam pengukuran statik, kerana cas selepas dikenakan daya luaran boleh dikekalkan apabila litar mempunyai rintangan input tak terhingga.

sebenarnya penderia akustik piezo hanya boleh digunakan dalam pengukuran dinamik. Bahan piezoelektrik utamanya ialah dihidrogen fosfat, natrium kalium tartrat dan kuarza. Kesan piezoelektrik ditemui pada kuarza. Apabila tekanan berubah, medan elektrik berubah sangat sedikit, dan beberapa kristal piezoelektrik lain akan menggantikan kuarza. Kalium natrium tartrat, ia mempunyai pekali piezoelektrik yang besar dan kepekaan piezoelektrik, tetapi ia hanya boleh digunakan di dalam rumah di mana kelembapan dan suhu agak rendah.

Dihidrogen fosfat adalah kristal buatan, ia boleh digunakan dalam kelembapan tinggi dan persekitaran suhu tinggi, jadi penggunaannya sangat luas. Dengan perkembangan teknologi, kesan piezoelektrik juga telah digunakan pada polihablur. Contohnya: seramik piezoelektrik, seramik piezoelektrik asid magnesium niobate, seramik piezoelektrik siri niobate dan seramik piezoelektrik barium titanate semuanya disertakan. Penderia kesan piezoelektrik ialah jenis penukaran elektromekanikal dan penderia jenis penjanaan sendiri. Komponen sensitifnya diperbuat daripada bahan piezoelektrik. Apabila bahan piezoelektrik transduser silinder piezoelektrik tertakluk kepada daya luaran, cas akan terbentuk pada permukaannya. Caj akan melalui penguat cas, penguatan litar pengukur, dan penukaran impedans. Ia ditukar kepada output kuasa yang berkadar dengan daya luaran yang diterima.