Transduser pengukuran jarak ultrasonik penderia piezo

Ultrasound merujuk kepada gelombang bunyi dengan frekuensi melebihi 20 kHz dan ia adalah sejenis gelombang mekanikal. Kerana ia mempunyai hala tuju dan toleransi yang baik terhadap alam sekitar, sensor elektrik cincin piezo digunakan dalam teknologi pengukuran tork. Pengukuran jarak ultrasonik adalah teknik julat bukan hubungan. Kaedah utama ialah kaedah nadi, kaedah fasa dan kaedah penukaran frekuensi. Pengukuran jarak ultrasonik terutamanya menggunakan kaedah nadi. Kaedah nadi bagi bahan PZT bunyi piezo secara langsung mengira nilai jarak dengan mengukur masa untuk isyarat nadi pembawa bergerak ke sana ke mari melalui jarak yang akan diukur. Formulanya ialah D = V t2D /2 di mana D ialah nilai jarak yang hendak diukur kristal cakera piezoceramic elektronik ; V ialah kelajuan perambatan pembawa di udara; t2D ialah masa pergi balik pembawa. Ketepatan julat kaedah nadi dipengaruhi oleh ketepatan transduser sfera piezo , dan ketepatan masa dipengaruhi oleh frekuensi ayunan. Jika gelombang ultrasonik digunakan sebagai gelombang pembawa, dan ketepatan julat yang diperlukan ΔD ≤ 1 cm, maka ketepatan pengukuran masa yang diperlukan ialah Δt ≤ 5. 9 × 10- 5 s, iaitu, selagi frekuensi ayunan mencapai 1. 7 × 104 Hz, ia adalah sangat mudah. Transduser ultrasonik piezoelektrik dibuat menggunakan kesan piezoelektrik lembaran tarikh transduser piezo. Bahan piezoelektrik terpolarisasi mengalami ubah bentuk mekanikal di bawah medan elektrik yang digunakan. Ini dipanggil kesan piezoelektrik songsang. Sebaliknya, ubah bentuk mekanikal bahan piezoelektrik juga menjana voltan. Ini dipanggil kesan piezoelektrik positif. Menggunakan kesan piezoelektrik songsang, voltan frekuensi tinggi penuaian tenaga piezo boleh ditukar kepada getaran mekanikal frekuensi tinggi untuk menghasilkan gelombang ultrasonik; getaran ultrasonik positif juga boleh digunakan untuk menukar getaran ultrasonik yang diterima kepada isyarat elektrik. Beginilah cara transduser ultrasonik berfungsi. Transduser ultrasonik piezoelektrik boleh dilihat sebagai rangkaian empat terminal dengan hujung elektrik dan mekanikal.