Grundläggande principer för piezoelektriska keramiska sensorer

Piezoelektriska keramiska sensorer är ultraljudssensorer gjorda med hjälp av den piezoelektriska effekten som produceras av vissa dielektrika. Den så kallade piezoelektriska effekten avser fenomenet att vissa dielektrika genomgår deformation (inklusive böjnings- och sträckdeformation) på grund av polariseringen av inre laddningar när de deformeras av yttre krafter i en viss riktning. Piezoelektriska material kan delas in i piezoelektriska enkristaller, piezoelektriska polykristallina och organiska piezoelektriska material.

De mest använda piezoelektriska keramiska givare är olika typer av piezoelektriska keramer som tillhör piezoelektriska polykristaller och kvartskristaller i piezoelektriska enkristaller. Andra piezoelektriska enkristaller inkluderar litiumniobat, litiumtantalat, litiumgallat och vismutgermanat lämpliga för strålningsmiljöer med hög temperatur.

Arbetsprincipen för piezoelektrisk keramisk sensor är huvudsakligen baserad på den piezoelektriska effekten. Den använder elektriska komponenter och andra maskiner för att omvandla trycket som ska mätas till elektricitet, och utför sedan mätningsprecisionsinstrument som många tryckgivare och trycksensorer. Piezoelektriska keramiska sensorer kan inte användas i den statiska mätningen, eftersom laddningen efter att ha utsatts för extern kraft kan bevaras när kretsen har oändlig ingångsresistans.

Faktisk piezoakustiska sensorer kan endast användas vid dynamiska mätningar. Dess huvudsakliga piezoelektriska material är divätefosfat, natriumkaliumtartrat och kvarts. Den piezoelektriska effekten finns på kvarts. När spänningen ändras förändras det elektriska fältet väldigt lite, och några andra piezoelektriska kristaller kommer att ersätta kvarts. Kaliumnatriumtartrat, den har en stor piezoelektrisk koefficient och piezoelektrisk känslighet, men den kan endast användas inomhus där luftfuktigheten och temperaturen är relativt låg.

Divätefosfat är en konstgjord kristall, den kan användas i miljö med hög luftfuktighet och hög temperatur, så dess tillämpning är mycket bred. Med utvecklingen av tekniken har den piezoelektriska effekten även applicerats på polykristaller. Till exempel: piezoelektrisk keramik, niobatmagnesiumsyra piezoelektrisk keramik, niobateserien piezoelektrisk keramik och bariumtitanat piezoelektrisk keramik ingår alla. Piezoelektrisk effektsensor är en sensor av elektromekanisk konverteringstyp och självgenererande sensor. Dess känsliga komponenter är gjorda av piezoelektriska material. När de piezoelektriska materialen piezoelektriska cylindergivare utsätts för yttre kraft, laddningar kommer att bildas på dess yta. Laddningarna kommer att passera genom laddningsförstärkaren, förstärkningen av mätkretsen och impedansomvandlingen. Den omvandlas till en effekt som är proportionell mot den mottagna externa kraften.