Ultraljudsavståndsmätare av piezosensor

Ultraljud avser ljudvågor med frekvenser över 20 kHz och det är en slags mekanisk våg. Eftersom den har god riktning och tolerans mot miljön, piezoring elektrisk sensor används i vridmomentmätningsteknik. Ultraljudsavståndsmätning är en beröringsfri avståndsteknik. Huvudmetoderna är pulsmetod, fasmetod och frekvensomvandlingsmetod. Ultraljudsavståndsmätning använder huvudsakligen pulsmetoden. Pulsmetoden för piezoljud PZT-material beräknar direkt avståndsvärdet genom att mäta tiden för bärvågspulssignalen att färdas fram och tillbaka över avståndet som ska mätas. Dess formel är D = V t2D /2 där D är avståndsvärdet som ska mätas med elektronisk piezokeramisk skivkristall ; V är utbredningshastigheten för bäraren i luften; t2D är transportörens tur och retur tid. Noggrannheten hos pulsmetodens avståndsintervall påverkas av noggrannheten hos piezosfärgivare , och tidens noggrannhet påverkas av svängningsfrekvensen. Om ultraljudsvågor används som bärvågor och den erforderliga avståndsnoggrannheten ΔD ≤ 1 cm, är den erforderliga tidsmätnoggrannheten Δt ≤ 5, 9 × 10- 5 s, det vill säga så länge som svängningsfrekvensen når 1, 7 × 104 Hz. Piezoelektriska ultraljudsgivare är gjorda med hjälp av den piezoelektriska effekten av piezotransduktorns datablad. Det polariserade piezoelektriska materialet genomgår mekanisk deformation under det pålagda elektriska fältet. Detta kallas den omvända piezoelektriska effekten. Omvänt genererar den mekaniska deformationen av det piezoelektriska materialet också spänningen. Detta kallas den positiva piezoelektriska effekten. Med hjälp av den omvända piezoelektriska effekten, högfrekventa spänningar piezoenergiskörd kan omvandlas till högfrekventa mekaniska vibrationer för att generera ultraljudsvågor; de positiva ultraljudsvibrationerna kan också användas för att omvandla mottagna ultraljudsvibrationer till elektriska signaler. Så här fungerar ultraljudsgivaren. Piezoelektriska ultraljudsgivare kan ses som nätverk med fyra terminaler med elektriska och mekaniska ändar.