A nyomásérzékelő elve

Jan 16, 2019 Hagyjon üzenetet

A nyomásérzékelők az ipari gyakorlatban leggyakrabban használt érzékelők, és a rendszerint használt nyomásérzékelőket elsősorban a piezoelektromos hatás teszi. Az ilyen érzékelőket piezoelektromos érzékelőknek is nevezik.


Tudjuk, hogy a kristályok anizotróp és amorf izotróp. Néhány kristályközeg, ha mechanikus erővel deformálódik egy bizonyos irányban, polarizációs hatást mutat; amikor a mechanikai erőt eltávolítjuk, akkor visszatér a töltetlen állapotba, azaz nyomás alá kerülve. Ezek a kristályok elektromos kimeneti hatást eredményezhetnek, amit polarizációs hatásnak neveznek. A tudósok ennek a hatásnak a alapján kifejlesztettek nyomásérzékelőket.


A piezoelektromos érzékelőkben használt piezoelektromos anyagok közé tartozik a kvarc, a nátrium-kálium-tartarát és a dihidrogén-foszfát. Ezek közül a kvarc egyfajta természetes kristály. A piezoelektromos hatás ebben a kristályban található. A piezoelektromos tulajdonságok mindig egy bizonyos hőmérsékleti tartományon belül vannak, de miután a hőmérséklet meghaladta ezt a tartományt, a piezoelektromos tulajdonság teljesen eltűnik (ez a magas hőmérséklet az úgynevezett "Curie pont"). Mivel a feszültségváltozással az elektromos tér kicsit változik (azaz a piezoelektromos együttható viszonylag alacsony), a kvarcot fokozatosan más piezoelektromos kristályok váltják fel. A kálium-nátrium-tartarát nagy piezoelektromos érzékenységű és piezoelektromos együtthatóval rendelkezik, de csak alacsony hőmérsékletű és nedvességtartalom-környezetben alkalmazható. A dihidrogén-foszfát mesterséges kristály, amely ellenáll a magas hőmérsékletnek és a viszonylag magas páratartalomnak, ezért széles körben használják.


A piezoelektromos hatás a piezoelektromos érzékelő fő működési elve. A piezoelektromos érzékelőt nem lehet statikus mérésre használni, mert a külső erő után az elektromos töltés csak akkor menthető meg, ha a hurok végtelen bemeneti impedanciával rendelkezik. Ez nem így van, így ez határozza meg, hogy a piezoelektromos érzékelő csak dinamikus feszültségeket mérhet.


A piezoelektromos érzékelőket elsősorban a gyorsulás, nyomás és erő mérésére használják. A piezoelektromos gyorsulásmérő egy általánosan használt gyorsulásmérő. Az egyszerű szerkezet, a kis méret, a könnyű súly és a hosszú élettartam jellemzői. A piezoelektromos gyorsulásmérők széleskörű alkalmazást találtak a repülőgépek, autók, hajók, hidak és épületek rezgés- és sokkmérésére, különösen a repülőgépiparban és a repülőgépiparban. A piezoelektromos érzékelők mérhetők a motor belsejében lévő égési nyomás mérésére és a vákuum mérésére is.