Transductor de pressió i transmissor de pressió
El sensor consisteix a convertir una magnitud física a mesurar en una altra magnitud física que es pugui llegir i processar. En el control modern, aquesta magnitud física és senyal elèctrica; El transmissor ha de convertir els senyals elèctrics primaris del sensor en senyals elèctrics estàndard, com ara senyals de corrent de 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, senyals de voltatge de 0 -- 10V, {{3} }V. El sensor de pressió primari és un canvi de senyal de milivolts causat per la pressió. Si el sensor té un circuit d'amplificació i conformació per emetre un senyal estàndard de corrent o tensió, aquest sensor també es pot anomenar transmissor de pressió; El nom del transmissor de pressió és relatiu al dels primers sensors de pressió que emeten senyals de milivolts. La majoria dels sensors de pressió moderns emeten directament senyals estàndard, de manera que és possible integrar els sensors de pressió actuals i els transmissors de pressió.
principi
El sensor de pressió que utilitzem habitualment està fet principalment d'efecte piezoelèctric, que també s'anomena sensor piezoelèctric.
Com sabem, el cristall és anisòtrop, mentre que l'amorf és isòtrop. Quan algun medi cristal·lí es deforma per força mecànica en una determinada direcció, es produeix un efecte de polarització; Quan s'elimina la força mecànica, tornarà a l'estat sense càrrega, és a dir, quan es troben sota pressió, alguns cristalls poden produir un efecte elèctric, que s'anomena efecte de polarització. Segons aquest efecte, els científics han desenvolupat un sensor de pressió.
Els principals materials piezoelèctrics utilitzats en sensors piezoelèctrics inclouen el quars, el tartrat de potassi i el fosfat dihidroamoni. Entre ells, el quars (diòxid de silici) és un cristall natural. L'efecte piezoelèctric es troba en aquest cristall. Dins d'un determinat rang de temperatura, les propietats piezoelèctriques sempre existeixen, però més enllà d'aquest rang, les propietats piezoelèctriques desapareixen completament (aquesta alta temperatura és l'anomenat "punt Curie"). Com que el camp elèctric canvia lleugerament amb el canvi de tensió (és a dir, el coeficient piezoelèctric és relativament baix), el quars es substitueix gradualment per altres cristalls piezoelèctrics. El tartrat de sodi potàssic té una gran sensibilitat piezoelèctrica i un coeficient piezoelèctric, però només es pot utilitzar a temperatura ambient i amb poca humitat. El fosfat dihidroamoni és un cristall artificial, que pot suportar altes temperatures i una humitat bastant alta
Ha estat molt utilitzat.
Actualment, l'efecte piezoelèctric també s'aplica als policristalls, com ara la ceràmica piezoelèctrica actual, com ara la ceràmica piezoelèctrica de titanat de bari, PZT, ceràmica piezoelèctrica de niobat, ceràmica piezoelèctrica de niòbat de magnesi de plom, etc.
L'efecte piezoelèctric és el principi de funcionament principal del sensor piezoelèctric. El sensor piezoelèctric no es pot utilitzar per a la mesura estàtica, perquè la càrrega després de ser actuada per força externa només es pot estalviar quan el circuit té una impedància d'entrada infinita. Aquest no és el cas a la pràctica, de manera que el sensor piezoelèctric només pot mesurar l'estrès dinàmic.
Els sensors piezoelèctrics s'utilitzen principalment en la mesura d'acceleració, pressió i força. L'acceleròmetre piezoelèctric és un acceleròmetre comú. El model d'utilitat té els avantatges d'una estructura simple, petit volum, pes lleuger, llarga vida útil, etc. L'acceleròmetre piezoelèctric s'ha utilitzat àmpliament en la mesura de vibracions i impactes d'avions, automòbils, vaixells, ponts i edificis, especialment en l'aviació i camps aeroespacials. Els sensors piezoelèctrics també es poden utilitzar per mesurar la pressió de combustió interna i el grau de buit del motor. També es pot utilitzar a la indústria militar, per exemple, per mesurar el canvi de pressió del forat i la pressió de l'ona de xoc a la boca en el moment en què es dispara una bala al forat. Es pot utilitzar per mesurar pressions grans i petites.
Els sensors piezoelèctrics també s'utilitzen àmpliament en la mesura biomèdica. Per exemple, els micròfons de catèter ventricular estan fets de sensors piezoelèctrics. Com que mesurar la pressió dinàmica és tan comú, els sensors piezoelèctrics s'utilitzen àmpliament