Princip snímače tlaku

Jan 16, 2019 Zanechat vzkaz

Snímače tlaku jsou nejčastěji používanými senzory v průmyslové praxi a snímače tlaku, které obvykle používáme, jsou převážně vyráběny piezoelektrickým efektem. Takové senzory se také nazývají piezoelektrické senzory.


Víme, že krystaly jsou anizotropní a amorfní jsou izotropní. Některá krystalická média, když jsou deformována mechanickou silou v určitém směru, mají polarizační účinek; když je mechanická síla odstraněna, vrátí se do stavu bez nabití, to znamená, když je vystavena tlaku, tyto krystaly mohou produkovat elektrický výstupní efekt, který se nazývá polarizační efekt. Na základě tohoto efektu vyvinuli vědci snímače tlaku.


Piezoelektrické materiály používané hlavně v piezoelektrických senzorech zahrnují křemen, vinan sodný draselný a dihydrogenfosforečnan. Mezi nimi je křemen druh přírodního krystalu. Piezoelektrický efekt se nachází v tomto krystalu. Piezoelektrická vlastnost vždy existuje v určitém teplotním rozsahu, ale po překročení této teploty piezoelektrická vlastnost zcela zmizí (tato vysoká teplota je tzv. "Curie bod"). Protože se elektrické pole mění se změnou napětí (to znamená, že piezoelektrický koeficient je relativně nízký), křemen se postupně nahrazuje jinými piezoelektrickými krystaly. Tartrát sodíku draselného má velkou piezoelektrickou citlivost a piezoelektrický koeficient, ale může být aplikován pouze v prostředí s nízkou teplotou místnosti a vlhkostí. Dihydrogenfosforečnan je umělý krystal, který vydrží vysoké teploty a relativně vysokou vlhkost, takže byl široce používán.


Piezoelektrický efekt je hlavním principem piezoelektrického snímače. Piezoelektrický senzor nelze použít pro statické měření, protože elektrický náboj po vnější síle je uložen pouze v případě, že smyčka má nekonečnou vstupní impedanci. Toto není případ, takže to určuje, že piezoelektrický senzor může měřit pouze dynamická napětí.


Piezoelektrické snímače se používají hlavně při měření zrychlení, tlaku a síly. Piezoelektrický akcelerometr je běžně používaným akcelerometrem. Má vlastnosti jednoduché konstrukce, malé rozměry, nízkou hmotnost a dlouhou životnost. Piezoelektrické akcelerometry nalezly široké uplatnění při měření vibrací a rázů v letadlech, automobilech, lodích, mostech a budovách, zejména v oblasti letectví a kosmonautiky. Piezoelektrické snímače mohou být také použity pro měření měření spalovacího tlaku uvnitř motoru a měření vakua.