Basınç dönüştürücü ve basınç vericisi
Sensör, ölçülecek fiziksel bir miktarı, okunabilen ve işlenebilen başka bir fiziksel niceliğe dönüştürmektir. Modern kontrolde bu fiziksel nicelik elektrik sinyalidir; Verici, sensörün birincil elektrik sinyallerini 4 -- 20mA, 0 -- 20mA akım sinyalleri, 0 -- 10V, {{3} voltaj sinyalleri gibi standart elektrik sinyallerine dönüştürmek içindir. }V. Birincil basınç sensörü, basıncın neden olduğu bir milivolt sinyal değişikliğidir. Sensör, standart bir akım veya voltaj sinyali vermek için bir amplifikasyon ve şekillendirme devresine sahipse, böyle bir sensör aynı zamanda bir basınç vericisi olarak da adlandırılabilir; Basınç aktarıcısının adı, milivolt sinyalleri veren erken basınç sensörlerinin adı ile ilişkilidir. Çoğu modern basınç sensörünün doğrudan standart çıkış sinyalleri vardır, bu nedenle mevcut basınç sensörlerini ve basınç vericilerini entegre etmek mümkündür.
prensip
Genellikle kullandığımız basınç sensörü, esas olarak piezoelektrik sensör olarak da adlandırılan piezoelektrik etkiden oluşur.
Bildiğimiz gibi kristal anizotropiktir, amorf ise izotropiktir. Bazı kristal ortamlar, belirli bir yönde mekanik kuvvet tarafından deforme edildiğinde, polarizasyon etkisi meydana gelir; Mekanik kuvvet kaldırıldığında tekrar yüksüz duruma dönecektir, yani basınç altındayken bazı kristaller polarizasyon etkisi olarak adlandırılan elektriksel bir etki üretebilir. Bu etkiye göre bilim adamları bir basınç sensörü geliştirdiler.
Piezoelektrik sensörlerde kullanılan ana piezoelektrik malzemeler arasında kuvars, potasyum sodyum tartarat ve dihidroamonyum fosfat bulunur. Bunlar arasında kuvars (silikon dioksit) doğal bir kristaldir. Piezoelektrik etki bu kristalde bulunur. Belirli bir sıcaklık aralığında piezoelektrik özellikler her zaman mevcuttur, ancak bu aralığın ötesinde piezoelektrik özellikler tamamen kaybolur (bu yüksek sıcaklık "Curie noktası" olarak adlandırılır). Elektrik alanı, gerilimin değişmesiyle biraz değiştiğinden (yani, piezoelektrik katsayısı nispeten düşüktür), kuvarsın yerini yavaş yavaş diğer piezoelektrik kristaller alır. Potasyum sodyum tartrat, büyük piezoelektrik hassasiyete ve piezoelektrik katsayısına sahiptir, ancak yalnızca oda sıcaklığında ve düşük nemde kullanılabilir. Dihidroamonyum fosfat, yüksek sıcaklığa ve oldukça yüksek neme dayanabilen yapay bir kristaldir.
Yaygın olarak kullanılmıştır.
Şu anda, piezoelektrik etki, baryum titanat piezoelektrik seramikler, PZT, niyobat piezoelektrik seramikler, kurşun magnezyum niyobat piezoelektrik seramikler ve benzeri dahil olmak üzere mevcut piezoelektrik seramikler gibi polikristallere de uygulanmaktadır.
Piezoelektrik etki, piezoelektrik sensörün ana çalışma prensibidir. Piezoelektrik sensör statik ölçüm için kullanılamaz, çünkü harici kuvvet tarafından etki edildikten sonraki yük ancak devre sonsuz giriş empedansına sahip olduğunda kaydedilebilir. Pratikte durum böyle değildir, bu nedenle piezoelektrik sensör sadece dinamik gerilimi ölçebilir.
Piezoelektrik sensörler esas olarak ivme, basınç ve kuvvet ölçümünde kullanılır. Piezoelektrik ivmeölçer, yaygın bir ivmeölçerdir. Faydalı model, basit yapı, küçük hacim, hafiflik, uzun hizmet ömrü vb. avantajlara sahiptir. Piezoelektrik ivmeölçer, özellikle havacılık ve havacılıkta uçak, otomobil, gemi, köprü ve binaların titreşim ve darbe ölçümünde yaygın olarak kullanılmaktadır. havacılık alanları. Piezoelektrik sensörler, motorun içten yanmalı basıncını ve vakum derecesini ölçmek için de kullanılabilir. Aynı zamanda askeri endüstride de kullanılabilir, örneğin namluya bir mermi ateşlendiğinde namlu ağzındaki delik basıncının ve şok dalgası basıncının değişimini ölçmek için. Hem büyük hem de küçük basınçları ölçmek için kullanılabilir.
Piezoelektrik sensörler ayrıca biyomedikal ölçümde yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, ventriküler kateter mikrofonları piezoelektrik sensörlerden yapılmıştır. Dinamik basıncı ölçmek çok yaygın olduğundan, piezoelektrik sensörler yaygın olarak kullanılmaktadır.