Aplicații ale senzorilor piezoelectrici cu ultrasunete

1. Senzor de forță piezoelectric

Senzorul de forță piezoelectric este a Senzor ultrasonic industrial care folosește elemente piezoelectrice pentru a realiza direct conversia forță în electricitate. În aplicațiile de tensiune și compresie, două sau mai multe cristale de cuarț piezo sunt utilizate de obicei ca elemente piezoelectrice. Rigiditatea sa, domeniul larg de măsurare, liniaritatea și stabilitatea ridicate și caracteristicile dinamice bune. Când se utilizează un amplificator de încărcare cu o constantă de timp mare, se poate măsura forța cvasi-statică. În funcție de starea de măsurare a forței, există senzori unidirecționali, bidirecționali și tridirecționali și sunt practic la fel ca structură.

2. Senzor de accelerație piezoelectric

Elementul piezoelectric este în general compus din două foi piezoelectrice. Placă piezoelectrică din strat de argint pe cele două suprafețe ale foii piezoelectrice și sudați cablul de ieșire pe stratul de argint sau fixați o bucată de metal între cele două foi piezoelectrice, cablul este sudat pe foaia de metal, iar celălalt cablu de la capătul de ieșire este conectat direct la baza senzorului ultrasonic. Plasați o masă cu o greutate specifică mai mare pe foaia piezoelectrică și apoi utilizați un arc dur, un șurub sau o piuliță pentru a preîncărca masa. Întregul ansamblu este instalat într-o carcasă metalică cu o bază groasă. Pentru a izola orice deformare a piesei de testare de a fi transmisă la elementul piezoelectric și pentru a evita semnalul fals de ieșire, este, în general, necesar să se îngroașe baza sau să se aleagă un material cu o rigiditate mai mare. 

În prezent, există multe materiale pentru realizarea senzorilor piezoelectrici cu ultrasunete, care pot fi împărțite în senzori ultrasonici piese cristal, materiale piezoelectrice policristaline și organice piezoelectrice. Senzorii piezoelectrici cei mai des utilizați sunt diferitele tipuri de ceramică piezoelectrică aparținând policristalelor piezoelectrice și cristalele de cuarț din monocristalele piezoelectrice. Alte monocristale piezoelectrice includ niobat de litiu, tantalat de litiu, galat de litiu și germanat de bismut, potrivite pentru medii cu radiații la temperatură înaltă.

Sistemele de precizie la scară largă de astăzi sunt foarte preocupate de calitate și dimensiune, iar senzorii piezoelectrici tradiționali la scară largă își vor pierde treptat piața. Odată cu dezvoltarea de noi materiale și noile tehnologii de procesare, senzorii de accelerație de siliciu fabricați din diverse tehnologii de microprocesare, cum ar fi laserele, înlocuiesc treptat senzorii de accelerație de siliciu tradiționali datorită dimensiunilor reduse, interschimbabilității și fiabilității lor. Pentru senzorul piezoelectric cu ultrasunete, funcția senzorului piezoelectric a depășit funcția tradițională. Ieșirea sa nu mai este un singur semnal analogic, ci un semnal digital procesat de un microcomputer. Unii senzori piezoelectrici, cum ar fi integrati Senzorul cu ultrasunete pentru măsurarea distanței are propria funcție de control, adică senzorul digital, aceasta este o tendință de cea mai bună dezvoltare.