Spiediena devējs un spiediena devējs
Sensoram ir jāpārvērš izmērāmais fiziskais lielums citā fizikālā lielumā, ko var nolasīt un apstrādāt. Mūsdienu kontrolē šis fiziskais lielums ir elektrisks signāls; Raidītājs ir jāpārveido sensora primārie elektriskie signāli standarta elektriskos signālos, piemēram, strāvas signāli 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, sprieguma signāli 0 -- 10V, {{3} }V. Primārais spiediena sensors ir milivoltu signāla izmaiņas, ko izraisa spiediens. Ja sensoram ir pastiprināšanas un formēšanas ķēde standarta strāvas vai sprieguma signāla izvadīšanai, šādu sensoru var saukt arī par spiediena raidītāju; Spiediena raidītāja nosaukums ir saistīts ar sākotnējo spiediena sensoru nosaukumu, kas izvada milivoltu signālus. Lielākajai daļai mūsdienu spiediena sensoru ir tieši izvadīti standarta signāli, tāpēc ir iespējams integrēt strāvas spiediena sensorus un spiediena raidītājus.
principu
Spiediena sensors, ko mēs parasti izmantojam, galvenokārt ir izgatavots no pjezoelektriskā efekta, ko sauc arī par pjezoelektrisko sensoru.
Kā mēs zinām, kristāls ir anizotrops, bet amorfs ir izotrops. Kad kāda kristāla vide tiek deformēta ar mehānisku spēku noteiktā virzienā, rodas polarizācijas efekts; Kad mehāniskais spēks tiek noņemts, tas atkal atgriezīsies neuzlādētā stāvoklī, tas ir, zem spiediena daži kristāli var radīt elektrisku efektu, ko sauc par polarizācijas efektu. Saskaņā ar šo efektu zinātnieki ir izstrādājuši spiediena sensoru.
Galvenie pjezoelektriskie materiāli, ko izmanto pjezoelektriskajos sensoros, ir kvarcs, kālija nātrija tartrāts un dihidroamonija fosfāts. Starp tiem kvarcs (silīcija dioksīds) ir dabisks kristāls. Pjezoelektriskais efekts ir atrodams šajā kristālā. Noteiktā temperatūras diapazonā pjezoelektriskās īpašības vienmēr pastāv, bet ārpus šī diapazona pjezoelektriskās īpašības pilnībā izzūd (šī augstā temperatūra ir tā sauktais "Kirī punkts"). Tā kā elektriskais lauks nedaudz mainās, mainoties spriegumam (tas ir, pjezoelektriskais koeficients ir salīdzinoši zems), kvarcs pakāpeniski tiek aizstāts ar citiem pjezoelektriskiem kristāliem. Kālija nātrija tartrātam ir liela pjezoelektriskā jutība un pjezoelektriskais koeficients, taču to var izmantot tikai istabas temperatūrā un zemā mitrumā. Dihidroamonija fosfāts ir mākslīgs kristāls, kas var izturēt augstu temperatūru un diezgan augstu mitrumu
Tas ir plaši izmantots.
Pašlaik pjezoelektriskais efekts tiek piemērots arī polikristāliem, piemēram, pašreizējai pjezoelektriskajai keramikai, tostarp bārija titanāta pjezoelektriskajai keramikai, PZT, niobāta pjezoelektriskajai keramikai, svina magnija niobāta pjezoelektriskajai keramikai utt.
Pjezoelektriskais efekts ir pjezoelektriskā sensora galvenais darbības princips. Pjezoelektrisko sensoru nevar izmantot statiskai mērīšanai, jo lādiņu pēc ārējā spēka iedarbināšanas var saglabāt tikai tad, ja ķēdei ir bezgalīga ieejas pretestība. Praksē tas tā nav, tāpēc pjezoelektriskais sensors var izmērīt tikai dinamisko spriegumu.
Pjezoelektriskos sensorus galvenokārt izmanto paātrinājuma, spiediena un spēka mērīšanai. Pjezoelektriskais akselerometrs ir izplatīts akselerometrs. Lietderīgajam modelim ir vienkārša konstrukcija, mazs tilpums, viegls svars, ilgs kalpošanas laiks utt. Pjezoelektriskais akselerometrs ir plaši izmantots gaisa kuģu, automašīnu, kuģu, tiltu un ēku vibrācijas un trieciena mērīšanai, īpaši aviācijā un ēkās. kosmosa lauki. Pjezoelektriskos sensorus var izmantot arī, lai izmērītu dzinēja iekšdedzes spiedienu un vakuuma pakāpi. To var izmantot arī militārajā rūpniecībā, piemēram, lai izmērītu urbuma spiediena izmaiņas un triecienviļņa spiedienu uz purnu brīdī, kad urbumā tiek izšauta lode. To var izmantot gan liela, gan maza spiediena mērīšanai.
Pjezoelektriskos sensorus plaši izmanto arī biomedicīnas mērījumos. Piemēram, kambaru katetra mikrofoni ir izgatavoti no pjezoelektriskiem sensoriem. Tā kā dinamiskā spiediena mērīšana ir tik izplatīta, pjezoelektriskie sensori tiek plaši izmantoti