Wat is een piëzo -elektrische sensor?

Een piëzo -elektrische sensor is een apparaat dat druk of spanning meet met behulp van piëzo -elektriciteit, een fenomeen waarin bepaalde materialen een elektrische stroom kunnen genereren wanneer vervormd.Aldus kan een piëzo -elektrische sensor de kracht die erop wordt uitgeoefend door compressie, impact, versnelling of trillingen omgezet in een elektrisch signaal waarvan de sterkte evenredig is met de sterkte van de kracht.Er zijn een aantal natuurlijk voorkomende materialen die dit effect aantonen, met name kwarts en toermalijn.Piëzo -elektrische materialen kunnen ook industrieel worden gesynthetiseerd.Synthetische piëzo -elektrische materialen kunnen enkele kristalmaterialen zijn die vergelijkbaar zijn met natuurlijke kristallen, maar met verbeterde eigenschappen, zoals galliumfosfaatkristallen;Piëzoceramische materialen zoals loodzirkonaattitanaat (PZT), die goedkoop kunnen worden vervaardigd door sintering of verwarming in een oven te verwarmen in een oven;en polymeren zoals polyvinylideenfluoride (PVDF) die kunnen worden gemaakt tot dunne, flexibele films.

Het elektrische signaal dat wordt gegenereerd door piëzo -elektrische sensoren valt snel nadat de kracht voor het eerst is uitgeoefend.Dit betekent dat ze niet geschikt zijn voor het meten van een statische kracht;Ze zijn echter uitstekend in het meten van krachten van zeer korte duur, zoals impactkrachten.Enkele kristal- en piëzoceramische sensoren zijn zeer rigide en hebben een zeer hoge natuurlijke frequentie.De natuurlijke frequentie van een sensor legt beperkingen op aan het gebruik ervan, omdat meetfouten zullen optreden wanneer de frequentie van de te gemeten trilling dicht bij die van de sensor is.Een piëzo -elektrische sensoren hoge natuurlijke frequentie maakt het echter in staat om zeer hoge frequenties nauwkeurig te meten.Dit betekent dat het kan worden gebruikt om ongebruikelijke trillingspatronen te detecteren die kunnen worden veroorzaakt door defecten in materialen en componenten.

De hoge stijfheid van enkelkristal en piëzoceramische sensoren betekent dat ze vaak vergelijkbare fysische eigenschappen hebben als de materialen, zoals staal, vanwelke tools en machines zijn gemaakt.Sensoren kunnen daarom worden opgenomen in gereedschap en machines als onderdeel van hun structuur, zodat ze kunnen worden geconstrueerd met ingebouwde sensoren.Dit type piëzo -elektrische sensor is ook zeer robuust, in staat zijn om sterke impactkrachten aan te kunnen en effectief te werken bij hoge temperaturen, en wordt in veel industriële toepassingen gebruikt voor het meten van druk en spanning op materialen.Ze kunnen ook worden gebruikt om versnelling te meten mdash;Wanneer een object versnelt, oefent het een kracht uit in de tegenovergestelde richting die kan worden gemeten door een sensor.

piëzo -elektrische sensoren hebben een breed scala aan andere toepassingen.Een veel voorkomende toepassing is in microfoons, waarbij de kracht die wordt uitgeoefend door geluidsgolven wordt omgezet in elektrische signalen en opgenomen of versterkt.Flexibele, lichtgewicht piëzo -elektrische materialen zoals PVDF kunnen worden gebruikt in aanraakschermen en touchpads en hebben ook toepassingen in wetenschappelijk onderzoek.Kleine sensoren kunnen bijvoorbeeld worden bevestigd aan kleine dieren en zelfs insecten om hun activiteit en gedrag te controleren.