Pretvornik tlaka in transmiter tlaka
Senzor je namenjen pretvorbi fizikalne količine, ki jo je treba izmeriti, v drugo fizikalno količino, ki jo je mogoče brati in obdelati. V sodobnem krmiljenju je ta fizikalna količina električni signal; Oddajnik naj bi pretvoril primarne električne signale senzorja v standardne električne signale, kot so tokovni signali 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, napetostni signali 0 -- 10V, {{3} }V. Primarni senzor tlaka je sprememba milivoltnega signala, ki jo povzroči tlak. Če ima senzor ojačitveno in oblikovalno vezje za oddajanje standardnega tokovnega ali napetostnega signala, lahko tak senzor imenujemo tudi tlačni oddajnik; Ime tlačnega oddajnika je povezano z imenom prvih tlačnih senzorjev, ki oddajajo milivoltne signale. Večina sodobnih tlačnih senzorjev ima neposredno izhodne standardne signale, zato je možno integrirati trenutne tlačne senzorje in tlačne oddajnike.
načelo
Senzor tlaka, ki ga običajno uporabljamo, je v glavnem izdelan iz piezoelektričnega učinka, ki se imenuje tudi piezoelektrični senzor.
Kot vemo, je kristal anizotropen, medtem ko je amorfen izotropen. Ko se neki kristalni medij deformira z mehansko silo vzdolž določene smeri, se pojavi polarizacijski učinek; Ko se mehanska sila odstrani, se ponovno vrne v nenaelektreno stanje, to je, ko so pod pritiskom, lahko nekateri kristali povzročijo električni učinek, ki se imenuje polarizacijski učinek. Glede na ta učinek so znanstveniki razvili senzor tlaka.
Glavni piezoelektrični materiali, ki se uporabljajo v piezoelektričnih senzorjih, vključujejo kremen, kalijev natrijev tartrat in dihidroamonijev fosfat. Med njimi je kremen (silicijev dioksid) naravni kristal. V tem kristalu najdemo piezoelektrični učinek. Znotraj določenega temperaturnega območja vedno obstajajo piezoelektrične lastnosti, zunaj tega območja pa piezoelektrične lastnosti popolnoma izginejo (ta visoka temperatura je tako imenovana "Curiejeva točka"). Ker se električno polje rahlo spreminja s spremembo napetosti (to pomeni, da je piezoelektrični koeficient relativno nizek), kremen postopoma nadomestijo drugi piezoelektrični kristali. Kalijev natrijev tartrat ima veliko piezoelektrično občutljivost in piezoelektrični koeficient, vendar se lahko uporablja le pri sobni temperaturi in nizki vlažnosti. Dihidroamonijev fosfat je umetni kristal, ki lahko prenese visoke temperature in precej visoko vlažnost.
Bilo je široko uporabljeno.
Trenutno se piezoelektrični učinek uporablja tudi za polikristale, kot je trenutna piezoelektrična keramika, vključno s piezoelektrično keramiko iz barijevega titanata, PZT, piezoelektrično keramiko iz niobata, piezoelektrično keramiko iz svinčevega magnezijevega niobata in tako naprej.
Piezoelektrični učinek je glavni princip delovanja piezoelektričnega senzorja. Piezoelektričnega senzorja ni mogoče uporabiti za statično merjenje, ker se naboj po delovanju zunanje sile lahko shrani le, če ima vezje neskončno vhodno impedanco. V praksi ni tako, zato lahko piezoelektrični senzor meri le dinamično napetost.
Piezoelektrični senzorji se uporabljajo predvsem za merjenje pospeška, tlaka in sile. Piezoelektrični merilnik pospeška je pogost merilnik pospeška. Uporabni model ima prednosti preproste strukture, majhne prostornine, majhne teže, dolge življenjske dobe itd. Piezoelektrični merilnik pospeška se pogosto uporablja pri merjenju vibracij in udarcev letal, avtomobilov, ladij, mostov in zgradb, zlasti v letalstvu in vesoljska področja. Piezoelektrične senzorje je mogoče uporabiti tudi za merjenje tlaka z notranjim zgorevanjem in stopnje podtlaka v motorju. Uporablja se lahko tudi v vojaški industriji, na primer za merjenje spremembe tlaka v vrtini in tlaka udarnega vala na ustju v trenutku, ko je krogla izstreljena v cevi. Uporablja se lahko za merjenje velikih in majhnih tlakov.
Piezoelektrični senzorji se pogosto uporabljajo tudi v biomedicinskih meritvah. Na primer, mikrofoni ventrikularnega katetra so izdelani iz piezoelektričnih senzorjev. Ker je merjenje dinamičnega tlaka tako pogosto, se piezoelektrični senzorji pogosto uporabljajo
