Was ist ein piezoelektrischer Sensor?

Ein piezoelektrischer Sensor ist ein Gerät, das den Druck oder die Dehnung mit Piezoelektrizität misst, ein Phänomen, bei dem bestimmte Materialien beim Deformieren einen elektrischen Strom erzeugen können.Somit kann ein piezoelektrischer Sensor durch Kompression, Auswirkung, Beschleunigung oder Vibration in ein elektrisches Signal umwandeln, dessen Stärke proportional zur Stärke der Kraft ist.Es gibt eine Reihe von natürlich vorkommenden Materialien, die diesen Effekt zeigen, insbesondere Quarz und Turmalin.Piezoelektrische Materialien können auch industriell synthetisiert werden.Synthetische piezoelektrische Materialien können einzelnen Kristallmaterialien sein, die natürlichen Kristallen ähneln, jedoch mit verstärkten Eigenschaften wie Galliumphosphatkristallen;piezoceramische Materialien wie Bleizirkonat -Titanat (PZT), die durch Sintern oder Heizung pulverisierter Zutaten in einem Ofen billig hergestellt werden können;und Polymere wie Polyvinylidenfluorid (PVDF), die zu dünnen, flexiblen Filmen verarbeitet werden können.

Das durch piezoelektrische Sensoren erzeugte elektrische Signal fällt schnell, nachdem die Kraft zum ersten Mal angewendet wurde.Dies bedeutet, dass sie für die Messung einer statischen Kraft ungeeignet sind;Sie sind jedoch hervorragend darin, die Kräfte sehr kurz Dauer zu messen, wie z. B. Schlagkräfte.Einzelkristall- und Piezoceramic -Sensoren sind sehr starr und haben eine sehr hohe Eigenfrequenz.Die Eigenfrequenz eines Sensors führt zu Einschränkungen seiner Verwendungen, da Messfehler auftreten, wenn die zu gemessene Frequenz der zu gemessenen Schwingung nahe am des Sensors liegt.Eine hohe Eigenfrequenz von Piezoelektrikumsensoren ermöglicht es jedoch, sehr hohe Frequenzen genau zu messen.Dies bedeutet, dass es verwendet werden kann, um ungewöhnliche Schwingungsmuster zu erkennen, die durch Defekte in Materialien und Komponenten verursacht werden können.

Die hohe starrheit von einzelkristall- und piezoceramic -sensoren bedeutet, dass sie häufig ähnliche physikalische Eigenschaften wie die Materialien wie Stahl haben, vonWelche Werkzeuge und Maschinen werden hergestellt.Sensoren können daher als Teil ihrer Struktur in Werkzeuge und Maschinen integriert werden, damit sie mit eingebauten Sensoren konstruiert werden können.Diese Art von piezoelektrischem Sensor ist ebenfalls sehr robust, kann mit starken Aufprallkräften umgehen und bei hohen Temperaturen effektiv arbeiten und in vielen industriellen Anwendungen zur Messung des Drucks und zur Messung von Materialien verwendet werden.Sie können auch zur Messung von Beschleunigung und Mdash verwendet werden.Wenn ein Objekt beschleunigt, übt es eine Kraft in die entgegengesetzte Richtung aus, die durch einen Sensor gemessen werden kann.Eine übliche Anwendung ist in Mikrofonen, bei denen die durch Schallwellen ausgeübte Kraft in elektrische Signale umgewandelt und aufgezeichnet oder verstärkt wird.Flexible, leichte piezoelektrische Materialien wie PVDF können in Touchscreens und Touch Pads verwendet werden und haben auch Anwendungen in der wissenschaftlichen Forschung.Zum Beispiel können winzige Sensoren an kleine Tiere und sogar Insekten gebunden werden, um ihre Aktivität und ihr Verhalten zu überwachen.