Ultradźwiękowy przetwornik pomiaru odległości czujnika piezoelektrycznego

Ultradźwięki to fale dźwiękowe o częstotliwościach powyżej 20 kHz i są rodzajem fali mechanicznej. Ponieważ ma dobrą kierunkowość i tolerancję na środowisko, Elektryczny czujnik piezoelektryczny jest stosowany w technologii pomiaru momentu obrotowego. Ultradźwiękowy pomiar odległości jest techniką bezkontaktową. Głównymi metodami są metoda impulsowa, metoda fazowa i metoda konwersji częstotliwości. Ultradźwiękowy pomiar odległości wykorzystuje głównie metodę impulsową. Metoda pulsacyjna Dźwięk piezoelektryczny Materiały PZT bezpośrednio obliczają wartość odległości, mierząc czas, w jakim sygnał impulsu nośnego przemieszcza się tam i z powrotem na mierzonym dystansie. Jego wzór to D = V t2D /2, gdzie D jest wartością odległości, według której należy mierzyć elektroniczny kryształ piezoceramiczny ; V to prędkość propagacji nośnika w powietrzu; t2D to czas podróży przewoźnika w obie strony. Na dokładność pomiaru metodą impulsową wpływa dokładność pomiaru przetwornik piezosferyczny , a na dokładność czasu wpływa częstotliwość oscylacji. Jeżeli jako fale nośne zostaną wykorzystane fale ultradźwiękowe, a wymagana dokładność pomiaru odległości ΔD ≤ 1 cm, to wymagana dokładność pomiaru czasu wynosi Δt ≤ 5,9 × 10-5 s, czyli o ile częstotliwość oscylacji osiągnie 1,7 × 104 Hz, jest to bardzo proste. Piezoelektryczne przetworniki ultradźwiękowe są wykonane przy użyciu efektu piezoelektrycznego przetwornika piezoelektrycznego. Spolaryzowany materiał piezoelektryczny ulega odkształceniu mechanicznemu pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego. Nazywa się to odwrotnym efektem piezoelektrycznym. I odwrotnie, mechaniczne odkształcenie materiału piezoelektrycznego również generuje napięcie. Nazywa się to dodatnim efektem piezoelektrycznym. Wykorzystując odwrotny efekt piezoelektryczny, napięcia o wysokiej częstotliwości zbieranie energii piezoelektrycznej można przekształcić w wibracje mechaniczne o wysokiej częstotliwości w celu wygenerowania fal ultradźwiękowych; dodatnie wibracje ultradźwiękowe można również wykorzystać do konwersji odebranych wibracji ultradźwiękowych na sygnały elektryczne. Tak działa przetwornik ultradźwiękowy. Piezoelektryczne przetworniki ultradźwiękowe można postrzegać jako sieci czterozaciskowe z końcówkami elektrycznymi i mechanicznymi.