압전 센서 란?

압전 센서는 특정 재료가 변형 될 때 전류를 생성 할 수있는 현상 인 압전을 사용하여 압력 또는 변형을 측정하는 장치입니다. 따라서 압전 센서는 압축, 충격, 가속 또는 진동에 의해 가해지는 힘을 힘의 강도에 비례하는 전기 신호로 변환 할 수 있습니다. 이 효과를 나타내는 여러 가지 천연 재료, 특히 석영과 전기석이 있습니다. 압전 재료는 또한 산업적으로 합성 될 수있다. 합성 압전 재료는 천연 결정과 유사하지만 갈륨 포스페이트 결정과 같은 향상된 특성을 갖는 단결정 재료 일 수 있으며; 소결에 의해 저렴하게 제조 될 수 있거나 또는 퍼니스에서 분말 성분을 가열함으로써 납 지르 코 네이트 티타 네이트 (PZT)와 같은 압전 세라믹 재료; 얇고 유연한 필름으로 제조 될 수있는 폴리 비닐 리덴 플루오 라이드 (PVDF)와 같은 중합체를 포함한다.

압전 센서에 의해 생성 된 전기 신호는 힘이 처음 적용된 후 빠르게 떨어집니다. 이것은 정적 힘을 측정하기에 부적합하다는 것을 의미합니다. 그러나 충격력과 같이 매우 짧은 지속력을 측정하는 데는 탁월합니다. 단결정 및 압전 세라믹 센서는 매우 단단하며 고유 주파수가 매우 높습니다. 측정되는 진동의 주파수가 센서의 진동수에 가까울 때 측정 오류가 발생하기 때문에 센서의 고유 주파수는 사용에 제한을가합니다. 압전 센서의 높은 고유 주파수는 매우 높은 주파수를 정확하게 측정 할 수 있습니다. 이는 재료 및 부품의 결함으로 인해 발생할 수있는 비정상적인 진동 패턴을 감지하는 데 사용될 수 있음을 의미합니다.

단결정 및 압전 세라믹 센서의 높은 강성은 공구와 기계를 만드는 강철과 같은 재료와 유사한 물리적 특성을 가지고 있음을 의미합니다. 따라서 센서를 구조의 일부로 도구 및 기계에 통합하여 내장 센서로 구성 할 수 있습니다. 이 유형의 압전 센서는 매우 견고하여 강력한 충격력을 처리하고 고온에서 효과적으로 작동 할 수 있으며 재료의 압력 및 변형을 측정하기위한 많은 산업 응용 분야에서 사용됩니다. 또한 가속도를 측정하는 데 사용될 수 있습니다. 물체가 가속하면 센서가 측정 할 수있는 반대 방향으로 힘을가합니다.

압전 센서는 광범위한 다른 응용 분야를 가지고 있습니다. 하나의 일반적인 응용 분야는 음파에 의해 가해지는 힘이 전기 신호로 변환되어 기록 또는 증폭되는 마이크입니다. PVDF와 같은 유연하고 가벼운 압전 재료는 터치 스크린 및 터치 패드에 사용될 수 있으며 과학 연구에도 응용할 수 있습니다. 예를 들어, 작은 센서를 작은 동물과 곤충에 부착하여 활동과 행동을 모니터링 할 수 있습니다.