Пьезоэлектрический кварцевый кристалл
Кристалл кварца представляет собой пьезоэлектрический материал, который может генерировать напряжение, пропорциональное наложенному на него напряжению. Для нанесения естественный кварцевый кристалл должен быть разрезан в виде тонкой пластины прямоугольной или овальной формы с равномерной толщиной. Каждый кристалл имеет три набора осей - оптические оси, три электрические оси OX1, OX2 и OX3 с 120 градусами друг от друга и три механические оси OY1, OY2 и OY3 также на 120 градусов друг с другом. Механические оси будут находиться под прямым углом к электрическим осям. Некоторые из параметров, определяющих природу кристалла для приложения,
· Угол, на котором вырезают пластину из натурального кристалла кварца
· Толщина пластины
· Размер пластины
· Средства крепления
Пьезоэлектрический эффект
Ось XY пьезоэлектрического кристалла и его технология резки показаны на рисунке ниже.
XY оси пьезоэлектрического кристалла
Направление, перпендикулярное самой большой грани, является упомянутой осью выреза.
Если электрическое напряжение применяется в направлениях электрической оси (ось X), механическая деформация создается в направлении оси Y, которая перпендикулярна соответствующей оси X. Аналогичным образом, если механическая деформация задается вдоль оси Y, на поверхностях кристалла будут производиться электрические заряды, перпендикулярные оси X, которая находится под прямым углом к оси Y.
Некоторые из материалов, которые наследуют пьезоэлектрический эффект, представляют собой кварцевый кристалл, соль Рошеля, титанат бария и так далее. Основные преимущества этих кристаллов состоят в том, что они обладают высокой механической и тепловой способностью, способностью выдерживать высокий уровень деформации, низкой утечкой и хорошей частотной характеристикой и т. Д.
Пьезоэлектрический преобразователь может работать в одном из нескольких режимов, как показано на рисунке ниже.
Пьезоэлектрический кристалл
Пьезоэлектрический преобразователь
Основным принципом пьезоэлектрического преобразователя является то, что сила при приложении к кварцевому кристаллу создает электрические заряды на поверхности кристалла. Произведенный таким образом заряд можно назвать пьезоэлектричеством. Пьезоэлектричество может быть определено как электрическая поляризация, создаваемая механической деформацией для определенного класса кристаллов. Скорость создаваемого заряда будет пропорциональна скорости изменения силы, применяемой в качестве входного сигнала. Поскольку произведенный заряд очень мал, необходим усилитель заряда, чтобы получить выходное напряжение, достаточно большое для измерения. Известно также, что устройство механически жестко. Например, если на преобразователь подается сила 15 килограммов, она может отклоняться максимум до 0,002 мм. Но выходной отклик может достигать 100 кГц. Это доказывает, что устройство лучше всего подходит для динамического измерения.
На рисунке показан обычный пьезоэлектрический преобразователь с пьезоэлектрическим кристаллом, вставленным между твердым основанием и элементом суммирования силы. Если сила прикладывается к порту давления, та же сила будет падать на силу суммирующий элемент. Таким образом, разность потенциалов будет генерироваться на кристалле из-за его свойства. Полученное напряжение будет пропорционально величине приложенной силы.
Пьезоэлектрический преобразователь
Пьезоэлектрический преобразователь может измерять давление таким же образом сила или ускорение можно измерить. Для измерения низкого давления необходимо компенсировать возможную вибрацию количества. Прибор для измерения давления из кварцевого диска сталкивается с давлением через диафрагму а с другой стороны этого стопа - компенсирующая масса, за которой следует компенсирующий кварц.
Приложения
1. Благодаря отличной частотной характеристике он обычно используется в качестве акселерометра, где выход составляет порядка 1-30 мВ на интенсивность ускорения.
2. Устройство обычно предназначено для использования в качестве предварительно натянутого болта, так что могут быть выполнены измерения как растяжения, так и сжатия.
3. Может использоваться для измерения силы, давления и смещения с точки зрения напряжения.
преимущества
1. Очень высокочастотный отклик.
2. Самогенерирование, поэтому нет необходимости в внешнем источнике.
3. Простота использования, поскольку они имеют небольшие размеры и большой диапазон измерения.
4. Титанат бария и кварц могут быть изготовлены в любой желаемой форме и форме. Он также имеет большую диэлектрическую постоянную. Ось кристалла выбирается путем ориентации направления ориентации.
LTRASONIC преобразователь может настраиваться в ваших приложениях, соответствовать подходящему типу и давать вам профессиональное решение.
