Ультразвуковий перетворювач відстані п'єзодатчика

Ультразвук відноситься до звукових хвиль з частотою понад 20 кГц і є різновидом механічної хвилі. Оскільки він має хорошу спрямованість і толерантність до навколишнього середовища, Електричний датчик п'єзорі використовується в технології вимірювання крутного моменту. Ультразвукове вимірювання відстані є безконтактним методом визначення дальності. Основними методами є імпульсний метод, фазовий метод і метод перетворення частоти. Ультразвукове вимірювання відстані в основному використовує імпульсний метод. Імпульсний метод П'єзозвук Матеріали PZT безпосередньо розраховують значення відстані, вимірюючи час, протягом якого несучий імпульсний сигнал переміщається вперед і назад на відстань, яку потрібно виміряти. Його формула: D = V t2D /2, де D — значення відстані, яку потрібно виміряти електронний п'єзокерамічний дисковий кристал ; V – швидкість поширення носія в повітрі; t2D — час проходження в обидві сторони перевізника. На точність вимірювання діапазону імпульсним методом впливає точність вимірювання п'єзосферичний перетворювач , і на точність часу впливає частота коливань. Якщо ультразвукові хвилі використовуються як несучі хвилі, а необхідна точність вимірювання дальності ΔD ≤ 1 см, то необхідна точність вимірювання часу становить Δt ≤ 5,9 × 10-5 с, тобто, поки частота коливань досягає 1,7 × 104 Гц, це дуже легко. П'єзоелектричні ультразвукові перетворювачі виготовляються з використанням п'єзоелектричного ефекту п'єзоперетворювача. Поляризований п'єзоелектричний матеріал зазнає механічної деформації під дією прикладеного електричного поля. Це називається зворотним п'єзоелектричним ефектом. І навпаки, механічна деформація п’єзоелектричного матеріалу також створює напругу. Це називається позитивним п'єзоелектричним ефектом. Використання зворотного п'єзоефекту, високочастотних напруг п'єзозбір енергії можна перетворити на високочастотні механічні коливання для генерації ультразвукових хвиль; позитивні ультразвукові коливання також можна використовувати для перетворення отриманих ультразвукових коливань в електричні сигнали. Так працює ультразвуковий перетворювач. П'єзоелектричні ультразвукові перетворювачі можна розглядати як чотириконтактні мережі з електричним і механічним кінцями.