Hva er en piezoelektrisk sensor?

En piezoelektrisk sensor er en enhet som måler trykk eller belastning ved bruk av piezoelektrisitet, et fenomen der visse materialer kan generere en elektrisk strøm når de er deformert.Dermed kan en piezoelektrisk sensor konvertere kraft som utøves på den ved komprimering, påvirkning, akselerasjon eller vibrasjon til et elektrisk signal hvis styrke er proporsjonal med styrken til kraften.Det er en rekke naturlig forekommende materialer som viser denne effekten, spesielt kvarts og turmalin.Piezoelektriske materialer kan også syntetiseres industrielt.Syntetiske piezoelektriske materialer kan være enkeltkrystallmaterialer som ligner på naturlige krystaller, men med forbedrede egenskaper, for eksempel galliumfosfatkrystaller;Piezoceramic -materialer som bly zirkonat -titanat (PZT), som kan produseres billig ved sintring, eller oppvarming av pulverformede ingredienser i en ovn;og polymerer som polyvinylidenfluorid (PVDF) som kan gjøres til tynne, fleksible filmer.

Det elektriske signalet generert av piezoelektriske sensorer faller raskt etter at kraften først ble påført.Dette betyr at de er uegnet til å måle en statisk kraft;Imidlertid er de utmerkede til å måle krefter av veldig kort varighet, for eksempel påvirkningskrefter.Enkeltkrystall- og piezoceramic -sensorer er veldig stive og har en veldig høy naturlig frekvens.Den naturlige frekvensen av en sensor pålegger begrensninger i bruken, ettersom målefeil vil oppstå når frekvensen av vibrasjonen som skal måles er nær sensoren.En piezoelektriske sensorer Høy naturlig frekvens lar den imidlertid måle veldig høye frekvenser.Dette betyr at det kan brukes til å oppdage uvanlige vibrasjonsmønstre som kan være forårsaket av defekter i materialer og komponenter.

Den høye stivheten til enkeltkrystall og piezoceramic sensorer betyr at de ofte har lignende fysiske egenskaper til materialene, for eksempel stål, frahvilke verktøy og maskiner er laget.Sensorer kan derfor integreres i verktøy og maskiner som en del av strukturen, slik at de kan konstrueres med innebygde sensorer.Denne typen piezoelektrisk sensor er også veldig robust, å kunne håndtere sterke påvirkningskrefter og operere effektivt ved høye temperaturer, og brukes i mange industrielle anvendelser for å måle trykk og belastning på materialer.De kan også brukes til å måle akselerasjon og mdash;Når et objekt akselererer, utøver det en kraft i motsatt retning som kan måles med en sensor.

piezoelektriske sensorer har et bredt spekter av andre applikasjoner.En vanlig applikasjon er i mikrofoner, der kraften som utøves av lydbølger blir konvertert til elektriske signaler og registrert eller forsterket.Fleksible, lette piezoelektriske materialer som PVDF kan brukes i berøringsskjermer og berøringsputer, og har også applikasjoner innen vitenskapelig forskning.For eksempel kan bittesmå sensorer festes til små dyr og til og med insekter for å overvåke deres aktivitet og oppførsel.