Принцип и предимства на пиезоелектричния преобразувател от кварцов кристал до керамика

Пиезоелектричен кварцов кристал

Кристалът от кварц е пиезоелектричен материал, който може да генерира напрежение, пропорционално на приложеното върху него напрежение. За приложението, естественият кварцов кристал трябва да бъде нарязан във формата на тънка плоча с правоъгълна или овална форма с еднаква дебелина. Всеки кристал има три групи оси - Оптични оси, три електрически оси OX1, OX2 и OX3 с 120 градуса една с друга и три механични оси OY1, OY2 и OY3 също на 120 градуса един с друг. Механичните оси ще бъдат под прав ъгъл спрямо електрическите оси. Някои от параметрите, които определят естеството на кристала за приложението

Ъгъл, от който вафлите се изрязват от естествения кварцов кристал

· Дебелина на плочата

· Размери на плочата

· Средства за монтаж

Пиезоелектричен ефект

Оста XY на пиезоелектричния кристал и неговата техника на рязане са показани на фигурата по-долу.

  XY оси на пиезоелектричен кристал

Посоката, която е перпендикулярна на най-голямата повърхност, е посочената ос на изрязване.

Ако се приложи електрическо напрежение в посоката на електрическа ос (Х-ос), се получава механично напрежение по посока на оста Y, която е перпендикулярна на съответната Х-ос. По същия начин, ако е дадена механична деформация по Y-оста, електрическите заряди ще бъдат произведени по лицата на кристала, перпендикулярни на Х-оста, която е под прав ъгъл спрямо Y-оста.

Някои от материалите, които наследяват пиезоелектричния ефект, са кварцовият кристал, сол на Рошел, бариев титанат и т.н. Основните предимства на тези кристали са, че те имат висока механична и термична способност, способност за издържане на висок дебит, ниско изтичане и добра честотна характеристика и т.н.

Пиезоелектричният преобразувател може да работи в един от няколкото режима, както е показано на фигурата по-долу.

Пиезоелектричен кристал

Пиезоелектричен преобразувател

Основният принцип на пиезоелектричния преобразувател е, че когато се приложи върху кварцовия кристал, се получава електрически заряд на повърхността на кристала. Така получената такса може да се нарече пиезоелектрическа. Пиезо електричеството може да се определи като електрическа поляризация, получена от механично натоварване на определен клас кристали. Произведената такса ще бъде пропорционална на скоростта на промяна на силата, приложена като входяща информация. Тъй като заряда, произведени е много малък, такса усилвател е необходимо, за да произвеждат изходно напрежение достатъчно голям, за да се измерва. Известно е също, че устройството е механично твърдо. Например, ако на датчика е дадена сила от 15 килона, тя може да се отклони само до максимум 0,002 mm. Но изходният отговор може да достигне 100KiloHz.Това доказва, че устройството е най-подходящо за динамично измерване.

Фигурата показва конвенционален пиезоелектричен преобразувател с пиезоелектричен кристал, вмъкнат между твърда основа и силовия сумиращ елемент. Ако се приложи сила върху отвора за налягане, същата сила ще падне върху сумиращия елемент на силата. По този начин потенциалната разлика ще бъде генерирана върху кристала поради неговата собственост. Произведеното напрежение ще бъде пропорционално на величината на приложената сила.

Пиезоелектричен преобразувател

Пиезоелектричният преобразувател може да измерва налягането   по същия начин a   сила   или   ускорението може да бъде измерено. За измерване на ниско налягане може да се компенсира възможната вибрация на количеството. Устройството за измерване на налягането на кварцовия диск е подложено на налягането през диафрагмата и от другата страна на тази комина, компенсиращата маса, последвана от компенсиращ кварц.

Приложения

1. Поради отличната си честотна характеристика, той обикновено се използва като акселерометър, където изходът е от порядъка на (1-30) mV на гравитацията на ускорението.

2. Устройството обикновено е предназначено за използване като предварителен болт, така че могат да се правят измервания както на напрежението, така и на компресията.

3. Може да се използва за измерване на сила, налягане и изместване   по отношение на напрежението.

Предимства

1. Много висока честота.

2. Самопроизводство, така че няма нужда от външен източник.

3. Лесни за използване, тъй като имат малки размери и голям диапазон на измерване.

4. Бариевият титанат и кварцът могат да бъдат направени във всяка желана форма и форма. Той също има голяма диелектрична константа. Кристалната ос се избира чрез ориентиране на посоката на ориентация.

LTRASONIC преобразувател могат да бъдат персонализирани за вашите приложения, съответстващи на подходящия тип и ви дава професионално решение.