Prinsip kerja dan penggunaan sensor ultrasonik piezoelektrik

Prinsip kerja bagi sensor ultrasonik piezoelektrik terutamanya berdasarkan kesan piezoelektrik, yang menggunakan komponen elektrik dan jentera lain untuk menukar tekanan yang akan diukur kepada elektrik, dan kemudian melakukan pengukuran yang berkaitan. Mengukur instrumen ketepatan, seperti banyak pemancar tekanan dan penderia tekanan. Penderia ultrasonik piezoelektrik tidak boleh digunakan dalam pengukuran statik. Sebabnya ialah caj selepas dikenakan daya luar boleh dikekalkan hanya apabila litar mempunyai rintangan masukan tak terhingga. Berikut disediakan, Mari kita bercakap secara ringkas tentang penggunaan prinsip kerja penderia ultrasonik piezoelektrik!

Yang sebenarnya penderia ultrasonik arduino 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. fosfat adalah kristal buatan, ia boleh digunakan dalam kelembapan yang 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.

Sensor ultrasonik kesan piezoelektrik, ia adalah penukaran elektromekanikal dan sensor berkuasa sendiri. Komponen sensitifnya diperbuat daripada bahan piezoelektrik, dan apabila bahan piezoelektrik dikenakan 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.

Parameter teknikal penderia ultrasonik piezoelektrik

Sensor kedekatan ultrasonik pemalar piezoelektrik ialah parameter yang mengukur kekuatan kesan piezoelektrik bahan, dan ia berkaitan secara langsung dengan kepekaan output piezoelektrik. Pemalar anjal dan kekakuan bahan piezoelektrik menentukan frekuensi semula jadi dan ciri dinamik peranti piezoelektrik. Untuk unsur piezoelektrik dengan bentuk dan saiz tertentu, kemuatan yang wujud adalah berkaitan dengan pemalar dielektrik dan kemuatan yang wujud mempengaruhi had frekuensi yang lebih rendah bagi penderia ultrasonik piezoelektrik.

Dalam kesan piezoelektrik, pekali gandingan mekanikal adalah sama dengan punca kuasa dua nisbah tenaga keluaran yang ditukar (seperti tenaga elektrik) kepada tenaga input (seperti tenaga mekanikal); ia merupakan parameter penting untuk mengukur kecekapan penukaran tenaga elektromekanikal bahan piezoelektrik.

Rintangan penebat bahan piezoelektrik sensor jarak ultrasonik akan mengurangkan kebocoran cas, dengan itu meningkatkan ciri frekuensi rendah sensor ultrasonik piezoelektrik. Suhu di mana bahan piezoelektrik mula kehilangan sifat piezoelektriknya dipanggil suhu titik curie.