Введение в функцию пьезоэлектрического керамического преобразователя

Пьезоэлектрические преобразователи представляют собой ультразвуковые датчики, изготовленные с использованием пьезоэлектрического эффекта, полученного определенными диэлектриками. Так называемый пьезоэлектрический эффект относится к явлению, что, когда определенные диэлектрики подвергаются деформации (включая деформацию изгиба и растяжение) из-за поляризации внутренних зарядов, они будут генерировать заряды на своей поверхности, когда они деформированы внешними силами в определенном направлении. Пьезоэлектрические материалы можно разделить на пьезоэлектрические монокристаллические, пьезоэлектрические поликристаллические и органические пьезоэлектрические материалы. Наиболее часто используемыми пьезоэлектрическими преобразователями являются различные типыПьезоэлектрическая керамика трубкаПринадлежность к пьезоэлектрическим поликристаллам и кварцевым кристаллам в пьезоэлектрических монокристаллах. Другие пьезоэлектрические монокристаллы включают литий-нибат, литий танталат, литий-галлат и висмут немецкий, подходящий для высокотемпературных радиационных сред.

Введение для характеристик пьезоэлектрических керамических датчиков

Пьезоэлектрическая керамика включает керамику титаната бария, принадлежащая к бинарной системе, керамике серии цирконат цирконата, керамики серии Niobate и керамику ниобат -магния, принадлежащая к тройной системе. ПреимуществаПользовательский пьезоэлектрический полушарийS - это удобная стрельба, легкая формирование, устойчивость к влажности и высокая температурная стойкость. Недостатком является то, что он имеет пироэлектричность, которая будет мешать измерению механических величин. Пьезоэлектрические материалы включают в себя более десяти видов полимерных материалов, таких как поливинилиденно -фторид, поливинил фторид и нейлон. Пьезоэлектрические материалы могут быть производства и изготовлены в более крупных областях. Он имеет уникальные преимущества при сопоставлении акустического сопротивления воздуха и является новым типом электроакустического материала с большим потенциалом развития. С 1960 -х годов были обнаружены кристаллы как полупроводниковые свойства, так и пьезоэлектрические свойства, такие как сульфид цинка, оксид цинка и сульфид кальция. Использование материала PZT может быть превращено в новый тип пьезоэлектрического датчика, интегрирующий чувствительные компоненты и электронные схемы, что очень многообещающе.

Применение пьезоэлектрического датчика: пьезоэлектрический датчик керамики имеет простую структуру, небольшой размер, небольшая масса, низкое энергопотребление, длительный срок службы, особенно с хорошими динамическими характеристиками, поэтому он подходит для широкой полосы периодической силы и высокоскоростного изменения сила удара.

динамическое измерение пьезоэлектрического керамического датчика

Пьезоэлектрические датчики можно использовать только для динамического измерения

Поскольку заряд, генерируемый внешней силой, действующей на пьезоэлектрический элемент, может храниться только без утечки, то есть измерение должно иметь бесконечный входной импеданс, который практически невозможно, поэтому пьезоэлектрический датчик не может быть использован для статического измерения.

Под действием чередующейся силы пьезоэлектрический элемент может непрерывно заставлять заряд и может предоставить определенный ток в схему измерения, поэтому он подходит только для динамического измерения (как правило, он должен быть выше 100 Гц, но выше 50 кГц, чувствительность уменьшается )

Измерение пьезоэлектрического керамического датчика:

(1) Пьезоэлектрические датчики измерения силы в основном используют продольные и сдвижные пьезоэлектрические эффектыПьезой керамический дискКристаллы кварца, потому что кристаллы кварца имеют большую жесткость, низкую гистерезис, высокую чувствительность, хорошую линейность, широкую рабочую частоту и низкую пироэлектричность. В дополнение к измерению однонаправленной силы, датчик силы может также использовать несколько кристаллов с различными направлениями резки для измерения многонациональной силы в зависимости от его различных пьезоэлектрических эффектов, таких как трех направляющая сила силы пространственной силы FX, FY, FZ

(2) Измерение давления: датчики пьезоэлектрического давления в основном используют упругие элементы (диафрагма, поршень и т. Д.) Для сбора давления и стать силой, действующей на кристалл, потому что свойства материала PZT, используемых в эластичном элементе, оказывают большое влияние на на характеристики датчика.

(3) Измерение ускорения: датчик пьезоэлектрического ускорения использует массу для прижатия к кристаллу путем предварительной загрузки. Когда измерение ускорения действует, пьезой кристалл будет подвергнут инерционной силе, которая дает пьезоэлектрический эффект. Следовательно, качество массы определяет чувствительность датчика, а также влияет на высокочастотную реакцию датчика.