Introducción a la función del transductor cerámico piezoeléctrico

Los transductores piezoeléctricos son sensores ultrasónicos hechos utilizando el efecto piezoeléctrico producido por ciertos dieléctricos. El llamado efecto piezoeléctrico se refiere al fenómeno que cuando ciertos dieléctricos se someten a deformación (incluida la deformación de flexión y estiramiento) debido a la polarización de los cargos internos, generarán cargos en su superficie cuando estén deformados por fuerzas externas en una determinada dirección. Los materiales piezoeléctricos se pueden dividir en materiales piezoeléctricos de un solo cristal piezoeléctrico, piezoeléctrico poliCristalino y orgánico. El transductor piezoeléctrico más utilizado es varios tipos deTubo de cerámica piezoeléctricaPerteneciente a policriprestales piezoeléctricos y cristales de cuarzo en cristales piezoeléctricos. Otros cristales de un solo piezoeléctrico incluyen niobato de litio, tantalato de litio, galato de litio y bismuto germanado adecuado para entornos de radiación a alta temperatura.

Introducción para las características de los sensores de cerámica piezoeléctricos.

Las cerámicas piezoeléctricas incluyen cerámicas de titanato de bario pertenecientes al sistema binario, cerámica de la serie de titanato de zirconato, cerámica de la serie Niobate y cerámica de niobato de magnesio de plomo que pertenecen al sistema Ternario. Las ventajas deHemisferio piezoeléctrico personalizados SON SON CONVENIENTES DE CUIDADO, FÁCIL DE FORMAJE, RESISTENCIA DE HUMEDAD Y RESISTENCIA A ALTA TEMPERATEMENTE. La desventaja es que tiene piralectricidad, que interfirará con la medición de las cantidades mecánicas. Los materiales piezoeléctricos incluyen más de diez tipos de materiales poliméricos, como el fluoruro de polivinilideno, el fluoruro de polivinilo y la nylon. Los materiales piezoeléctricos pueden producirse en masa y realizar áreas más grandes. Tiene ventajas únicas para igualar la resistencia acústica del aire y es un nuevo tipo de material electroacústico con gran potencial de desarrollo. Desde la década de 1960, se han descubierto cristales con propiedades semiconductoras y propiedades piezoeléctricas, como sulfuro de zinc, óxido de zinc y sulfuro de calcio. El uso de material PZT se puede hacer en un nuevo tipo de sensor piezoeléctrico que integra componentes sensibles y circuitos electrónicos, que es muy prometedora.

La aplicación del sensor piezoeléctrico: el sensor de cerámica piezoeléctrico tiene una estructura simple, un tamaño pequeño, la masa pequeña, el bajo consumo de energía, la larga vida útil, especialmente tiene buenas características dinámicas, por lo que es adecuado para una banda ancha de fuerza periódica y un cambio de alta velocidad de fuerza de impacto.

Medición dinámica del sensor cerámico piezoeléctrico.

Los sensores piezoeléctricos solo se pueden utilizar para la medición dinámica.

Debido a que la carga generada por la fuerza externa que actúa sobre el elemento piezoeléctrico solo se puede almacenar sin fugas, es decir, la medición debe tener una impedancia de entrada infinita, que es prácticamente imposible, por lo que el sensor piezoeléctrico no se puede utilizar para la medición estática.

Bajo la acción de la fuerza alterna, el elemento piezoeléctrico puede suavizar continuamente la carga y puede suministrar una cierta corriente al circuito de medición, por lo que solo es adecuado para medición dinámica (generalmente debe ser superior a 100Hz, pero por encima de 50 kHz, la sensibilidad disminuye ).

Medición del sensor cerámico piezoeléctrico:

(1) Sensores piezoeléctricos de medición de fuerza utilizan principalmente los efectos piezoeléctricos longitudinales y de cizalla deDisco cerámico PIZOLos cristales de cuarzo, porque los cristales de cuarzo tienen una gran rigidez, baja histéresis, alta sensibilidad, buena linealidad, amplia frecuencia de operación y baja piralectricidad. Además de medir la fuerza unidireccional, el sensor de fuerza también puede usar múltiples cristales con diferentes instrucciones de corte para medir la fuerza multidireccional según sus diferentes efectos piezoeléctricos, como la fuerza de componentes de tres direcciones de la fuerza espacial FX, FY, FZ

(2) Medición de la presión: los sensores de presión piezoeléctricos usan principalmente elementos elásticos (diafragma, pistón, etc.) para recoger la presión y convertirse en una fuerza que actúa sobre el cristal, porque las propiedades del material PZT utilizado en el elemento elástico tienen una gran influencia en Las características del sensor.

(3) Medición de la aceleración: el sensor de aceleración piezoeléctrica utiliza la masa que se presionará contra el cristal por la fuerza de precarga. Cuando la aceleración de medición actúa, el cristal piezoe será sometido a una fuerza inercial, que produce un efecto piezoeléctrico. Por lo tanto, la calidad de la masa determina la sensibilidad del sensor y también afecta la respuesta de alta frecuencia del sensor.