Piezoelektrični kristal iz kvarca
Kremenov kristal je piezoelektrični material, ki lahko ustvari napetost, sorazmerno z napetostjo, ki se nanjo nanaša. Za uporabo je treba naravni kristal kvarca razrezati v obliki tanke plošče pravokotne ali ovalne oblike z enakomerno debelino. Vsak kristal ima tri sklope osi - optične osi, tri električne osi OX1, OX2 in OX3 s 120 stopinjami med seboj in tri mehanske osi OY1, OY2 in OY3 tudi pri 120 stopinjah. Mehanske osi bodo pravokotne na električne osi. Nekateri parametri, ki določajo naravo kristala za aplikacijo, so
· Kot, na katerem se rezina izreže iz naravnega kristala kremena
· Debelina plošče
· Dimenzija plošče
· Način montaže
Piezoelektrični učinek
Os XY piezoelektričnega kristala in njegova tehnika rezanja so prikazani na spodnji sliki.
XY Osi piezoelektričnega kristala
Smer, ki je pravokotna na največjo površino, je omenjena os rezanja.
Če se električna napetost izvaja v smeri električne osi (os X), nastane mehanska deformacija v smeri osi Y, ki je pravokotna na ustrezno os X. Podobno, če je vzdolž Y-osi podana mehanska napetost, bodo električni naboji nastali na straneh kristala, pravokotno na os X, ki je pravokotna na os Y.
Nekateri materiali, ki podedujejo piezoelektrični učinek, so kremenov kristal, Rochellejeva sol, barijev titanat in tako naprej. Glavne prednosti teh kristalov so, da imajo visoko mehansko in toplotno stanje, zmožnost vzdržati visoko obremenitev, nizko uhajanje in dober frekvenčni odziv itd.
Piezoelektrični pretvornik lahko deluje v enem od več načinov, kot je prikazano na spodnji sliki.
Piezoelektrični kristal
Piezoelektrični pretvornik
Glavno načelo piezoelektričnega pretvornika je, da sila, ko se nanese na kvarčni kristal, na površini kristala proizvaja električne naboje. Tako proizveden naboj lahko imenujemo piezoelektričnost. Piezo elektriko lahko definiramo kot električno polarizacijo, ki jo povzroča mehanska obremenitev določenega razreda kristalov. Proizvedena stopnja pristojbine bo sorazmerna s stopnjo spremembe sile, ki se uporablja kot vložek. Ker je proizvedena polnitev zelo majhna, je potreben ojačevalnik polnjenja, da se proizvede dovolj velika izhodna napetost, ki jo je mogoče meriti. Znano je tudi, da je naprava mehansko trdna. Na primer, če je pretvorniku podana sila 15 kilogramov, se lahko odkloni le do največ 0,002 mm. Toda izhodni odziv je lahko visok kot 100KiloHz.To dokazuje, da je naprava najbolj primerna za dinamično merjenje.
Slika prikazuje konvencionalni piezoelektrični pretvornik s piezoelektričnim kristalom, ki je vstavljen med trdno podlago in sila za združevanje sile. Če se na tlačni odprtini uporabi sila, bo enaka sila padla na seštevalnik sile. Tako se potencialna razlika generira na kristalu zaradi njegove lastnine. Proizvedena napetost bo sorazmerna z velikostjo uporabljene sile.
Piezoelektrični pretvornik
Piezoelektrični pretvornik lahko meri tlak na enak način a sile ali izmeri pospešek . Pri merjenju nizkega tlaka je treba kompenzirati možne vibracije količine. Merilnik tlaka kvarčne plošče za merjenje tlaka je obrnjen proti tlaku skozi membrano na drugi strani tega sklada pa je kompenzacijska masa, ki ji sledi kompenzacijski kvarc.
Aplikacije
1. Zaradi odličnega frekvenčnega odziva se običajno uporablja kot merilec pospeška, kjer je izhod v redu (1–30) mV na težo pospeška.
2. Naprava je običajno zasnovana za uporabo kot predtenzivni vijak, tako da je mogoče izvesti meritve sile tenzije in sile stiskanja.
3. Lahko se uporablja za merjenje sile, tlaka in premika v smislu napetosti.
Prednosti
1. Zelo visok frekvenčni odziv.
2. Self ustvarjajo, tako da ni potrebe po zunanji vir.
3. Enostavna uporaba, saj imajo majhne dimenzije in veliko merilno območje.
4. Barijev titanat in kremen lahko izdelamo v poljubni obliki in obliki. Ima tudi veliko dielektrično konstanto. Os kristala se lahko izbere z usmerjanjem smeri orientacije.
LTRASONIC transducer lahko prilagodite vašim zahtevam, ki ustrezajo ustrezni vrsti in vam dajejo profesionalno rešitev.
