Piezoelektrický křemenný křišťál
Křemenný krystal je piezoelektrický materiál, který může vytvářet napětí úměrné namáhání působícímu na něj. Pro aplikaci je třeba řezat přírodní křemenný krystal ve tvaru tenké desky obdélníkového nebo oválného tvaru rovnoměrné tloušťky. Každý křišťál má tři sady os - optické osy, tři elektrické osy OX1, OX2 a OX3 se 120 stupni navzájem a tři mechanické osy OY1, OY2 a OY3 také ve vzájemné vzdálenosti 120 stupňů. Mechanické osy budou v pravém úhlu k elektrickým osám. Některé parametry, které rozhodují o povaze krystalu pro aplikaci, jsou
· Úhel, při kterém je deska řezána z přírodního křemenného krystalu
· Tloušťka desky
· Rozměr desky
· Prostředky montáže
Piezoelektrický efekt
Osa XY piezoelektrického krystalu a jeho řezací technika jsou znázorněny na obrázku níže.
XY osy piezoelektrického krystalu
Směr, kolmý na největší plochu, je řešená osa řezu.
Pokud se použije elektrické napětí ve směru elektrické osy (osa X), vzniká mechanické namáhání ve směru osy Y, která je kolmá na příslušnou osu X. Podobně, pokud je podél osy Y podáno mechanické namáhání, budou na plochách krystalu vytvářeny elektrické náboje kolmé k ose X, která je v pravém úhlu k ose Y.
Některé z materiálů, které dědí piezoelektrický efekt, jsou křemenný křišťál, Rochelle sůl, titaničitan barnatý a tak dále. Hlavní výhody těchto krystalů spočívají v tom, že mají vysokou mechanickou a tepelnou schopnost, schopnost odolávat vysokému pořádku napětí, nízkému úniku a dobré frekvenční odezvě a podobně.
Piezoelektrický snímač může být provozován v jednom z několika režimů, jak je znázorněno na následujícím obrázku.
Piezoelektrický krystal
Piezoelektrický snímač
Hlavním principem piezoelektrického měniče je, že síla, působící na křemenný krystal, vytváří elektrické náboje na krystalovém povrchu. Takto vyrobený náboj může být nazýván piezoelektričností. Piezová elektřina může být definována jako elektrická polarizace vyvolaná mechanickým namáháním na určité třídě krystalů. Rychlost nabíjení bude úměrná rychlosti změny síly použité jako vstup. Vzhledem k tomu, že vzniklý náboj je velmi malý, je zapotřebí zesilovač nabíjení, aby bylo dosaženo dostatečného výstupního napětí pro měření. Přístroj je také známý jako mechanicky tuhý. Pokud je například snímač dána síla 15 kN, může se odklonit až na maximum 0,002 mm. Výstupní odezva však může dosahovat až 100 kiloHz. To dokazuje, že zařízení je nejlépe použitelné pro dynamické měření.
Na obrázku je znázorněn konvenční piezoelektrický převodník s piezoelektrickým krystalem vloženým mezi pevnou základnu a členem pro sčítací sílu. Pokud je na tlakový port aplikována síla, stejná síla dopadne na člen sčítací síly. Na krystalu se tak vytvoří potenciální rozdíl kvůli jeho vlastnostem. Napětí bude proporcionální velikosti použité síly.
Piezoelektrický snímač
Piezoelektrický snímač může měřit tlak stejným způsobem a platnost nebo an zrychlení lze měřit. Pro měření nízkého tlaku by měla být kompenzována možná vibrace množství. Tlaková měřicí křemenná deska je vystavena tlaku přes membránu a na druhé straně tohoto stohu kompenzační hmota následovaná kompenzačním křemenem.
Aplikace
1. Díky své vynikající frekvenční odezvě se obvykle používá jako akcelerometr, kde je výkon v řádu (1-30) mV podle gravitace zrychlení.
2. Zařízení je obvykle navrženo pro použití jako předpínací šroub, aby bylo možné provádět měření napětí i tlaku.
3. Může být použit pro měření síly, tlaku a posunutí z hlediska napětí.
Výhody
1. Velmi vysoká frekvenční odezva.
2. Vlastní generování, takže není třeba externího zdroje.
3. Jednoduché použití, protože mají malé rozměry a velký rozsah měření.
4. Titanát barnatý a křemen může být vyroben v libovolném tvaru a tvaru. Má také velkou dielektrickou konstantu. Osa krystalu je volitelná orientací směru orientace.
LTRASONIC převodník lze přizpůsobit vašim aplikacím, přizpůsobit vhodný typ a poskytnout vám profesionální řešení.
