Τι είναι ένας πιεζοηλεκτρικός αισθητήρας;

Ένας πιεζοηλεκτρικός αισθητήρας είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί αλλαγές στην αντίσταση ορισμένων υλικών ημιαγωγών όταν υποβάλλεται σε μηχανική τάση για να πραγματοποιήσει μια ηλεκτρονική δράση.Αυτό το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο βασίζεται σε αυτά τα υλικά τάση να υποβάλλονται σε αλλαγές στα λανθάνοντα χαρακτηριστικά τους, όταν κάμπτονται με έκθεση σε πίεση ή άγχος.Αυτό προκαλεί μια αντίστοιχη αλλαγή σε οποιοδήποτε ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από τη συσκευή που μεταφράζεται σε μέτρηση ή ανάγνωση.Τα υλικά ημιαγωγών που χρησιμοποιούνται συνήθως σε πιεζοηλεκτρικές συσκευές είναι γενικά οι ίδιες βασικές οικογένειες μεταλλικών και σιλικόνης που χρησιμοποιούνται στα περισσότερα ηλεκτρονικά εξαρτήματα.Αυτά τα συστατικά είναι διαθέσιμα με ένα ευρύ φάσμα χαρακτηριστικών ευαισθησίας που ταιριάζουν στις απαιτήσεις των διαφόρων βιομηχανιών.

Όταν ορισμένα υλικά ημιαγωγών εκτίθενται σε μηχανική πίεση, την αντίσταση ή τη βασική ικανότητα να αντιταχούν τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος, αλλαγές.Αυτή η αλλαγή στον χαρακτήρα αντιστάσεων υλικών αλλάζει προφανώς την ειδική τιμή αντίστασης.Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση ή την πτώση σε οποιοδήποτε ρεύμα που διέρχεται μέσω της συσκευής που στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να υποδείξει ή να μετρήσει την τάση που εμπλέκεται.Το πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα αξιοποιείται για να δημιουργηθεί μια σειρά από ευαίσθητες σε παραμορφώσεις συσκευές ημιαγωγών που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή και τη μέτρηση των δυνάμεων που προκαλούν στρες, όπως η επιτάχυνση και η πίεση.

Αυτό το είδος αισθητήρα είναι τυπικά κατασκευασμένο από υποστρώματα ημιαγωγών όπως γερμανικό, πολυκρυσταλλική σιλικόνη, άμορφη σιλικόνη και σιλικόνη μεμονωμένο κρυστάλλιο.Ένας τυπικός αισθητήρας αποτελείται από ένα διάφραγμα ημιαγωγού ευαίσθητου στην πίεση με αρκετές επαφές N+ και P+ που συνδέονται με αυτό.Το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το δίσκο με ρυθμό ανάλογα με την αντίσταση του.Αυτή η τρέχουσα μεταφορά και η προκύπτουσα ανάγνωση διαφέρει ανάλογα με τις μεταβολές της αντίστασης στο συστατικό όταν το διάφραγμα εκτίθεται σε πίεση.Αυτοί οι αισθητήρες κυμαίνονται σε πολυπλοκότητα από απλούς πιεζοηλεκτρικούς με περιορισμένο εύρος και σταθερότητα θερμοκρασίας σε εξαιρετικά σταθερή και ακριβή πιεζοηλεκτρικά-πλέγματα.

Ο πιεζοηλεκτρικός αισθητήρας χρησιμοποιείται σε μια ευρεία ποικιλία εφαρμογών που περιλαμβάνουν τη μέτρηση της μηχανικής τάσης.Η βιομηχανία αυτοκινήτων τους απασχολεί ως αισθητήρες κενού και πίεσης ή για να δώσει ένδειξη των επιπέδων πετρελαίου και φυσικού αερίου.Χρησιμοποιούνται επίσης στον ιατρικό τομέα σε συσκευές όπως εξοπλισμός μέτρησης της αρτηριακής πίεσης.Οι μετρητές βάθους που χρησιμοποιούνται από τους δύτες βαθιάς θάλασσας χρησιμοποιούν επίσης την τεχνολογία των πιεζοηλεκτρικών αισθητήρων για την παραγωγή ακριβών μετρήσεων βάθους.Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται επίσης σε υψόμετρα αεροσκαφών και βαρομετρικά όργανα πίεσης.

Οι αισθητήρες που εξαρτώνται από την πίεση αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται επίσης συχνά σε ηλεκτρονικά όργανα μέτρησης που χρησιμοποιούν κυκλώματα και εξαρτήματα όπως η γέφυρα Wheatstone και τα διπολικά τρανζίστορ.Τα επιταχυνσιόμετρα που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των δυνάμεων προσανατολισμού, επιτάχυνσης και κραδασμών της θέσης χρησιμοποιούν επίσης την τεχνολογία των πιεζοηλεκτρικών αισθητήρων για την παραγωγή των αναγνώσεων τους.Αυτή η τεχνολογία έχει επίσης βρει το δρόμο της στο εγχώριο περιβάλλον με πολλά πλυντήρια πιάτων, ηλεκτρικές σκούπες και κατασκευαστές πλυντηρίων πλυντηρίων που τα χρησιμοποιούν στα προϊόντα τους.