Paineanturi ja painelähetin
Anturin tarkoituksena on muuntaa mitattava fyysinen suure toiseksi fyysiseksi suureksi, joka voidaan lukea ja käsitellä. Nykyaikaisessa ohjauksessa tämä fyysinen suure on sähköinen signaali; Lähetin muuntaa anturin ensisijaiset sähköiset signaalit tavallisiksi sähköisiksi signaaleiksi, kuten virtasignaaleiksi 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, jännitesignaaleiksi 0 -- 10V, {{3} }V. Ensisijainen paineanturi on paineen aiheuttama millivoltin signaalimuutos. Jos anturissa on vahvistus- ja muotoilupiiri normaalin virta- tai jännitesignaalin lähettämiseksi, tällaista anturia voidaan kutsua myös painelähettimeksi; Painelähettimen nimi on suhteessa aikaisempien paineantureiden nimiin, jotka lähettävät millivolttisignaaleja. Useimmat nykyaikaiset paineanturit antavat suoraan vakiosignaaleja, joten on mahdollista integroida nykyiset paineanturit ja painelähettimet.
periaate
Yleensä käyttämämme paineanturi on valmistettu pääasiassa pietsosähköisestä efektistä, jota kutsutaan myös pietsosähköiseksi anturiksi.
Kuten tiedämme, kide on anisotrooppinen, kun taas amorfinen on isotrooppinen. Kun jokin kideväliaine muuttaa muotoaan mekaanisen voiman vaikutuksesta tiettyyn suuntaan, tapahtuu polarisaatiovaikutus; Kun mekaaninen voima poistetaan, se palaa jälleen varautumattomaan tilaan, eli paineen alaisena jotkin kiteet voivat tuottaa sähköisen vaikutuksen, jota kutsutaan polarisaatioilmiöksi. Tämän vaikutuksen mukaan tutkijat ovat kehittäneet paineanturin.
Pietsosähköisissä antureissa käytetyt tärkeimmät pietsosähköiset materiaalit ovat kvartsi, kaliumnatriumtartraatti ja dihydroammoniumfosfaatti. Niistä kvartsi (piidioksidi) on luonnollinen kide. Pietsosähköinen vaikutus löytyy tästä kiteestä. Tietyllä lämpötila-alueella pietsosähköiset ominaisuudet ovat aina olemassa, mutta tämän alueen ulkopuolella pietsosähköiset ominaisuudet katoavat kokonaan (tämä korkea lämpötila on ns. "Curie-piste"). Koska sähkökenttä muuttuu hieman jännityksen muuttuessa (eli pietsosähköinen kerroin on suhteellisen pieni), kvartsi korvataan vähitellen muilla pietsosähköisillä kiteillä. Kaliumnatriumtartraatilla on suuri pietsosähköinen herkkyys ja pietsosähköinen kerroin, mutta sitä voidaan käyttää vain huoneenlämpötilassa ja alhaisessa kosteudessa. Dihydroammoniumfosfaatti on keinotekoinen kide, joka kestää korkeita lämpötiloja ja melko korkeaa kosteutta
Sitä on käytetty laajalti.
Tällä hetkellä pietsosähköistä vaikutusta sovelletaan myös monikiteisiin, kuten nykyiseen pietsosähköiseen keramiikkaan, mukaan lukien bariumtitanaattipietsosähköinen keramiikka, PZT, niobaattipietsosähköinen keramiikka, lyijy-magnesiumniobaattipietsosähköinen keramiikka ja niin edelleen.
Pietsosähköinen vaikutus on pietsosähköisen anturin tärkein toimintaperiaate. Pietsosähköistä anturia ei voida käyttää staattiseen mittaukseen, koska ulkoisen voiman vaikutuksen jälkeinen varaus voidaan säästää vain, kun piirin tuloimpedanssi on ääretön. Näin ei käytännössä ole, joten pietsosähköinen anturi voi mitata vain dynaamista jännitystä.
Pietsosähköisiä antureita käytetään pääasiassa kiihtyvyyden, paineen ja voiman mittaamiseen. Pietsosähköinen kiihtyvyysanturi on yleinen kiihtyvyysanturi. Hyödyllisyysmallin etuna on yksinkertainen rakenne, pieni tilavuus, keveys, pitkä käyttöikä jne. Pietsosähköistä kiihtyvyysmittaria on käytetty laajalti lentokoneiden, autojen, laivojen, siltojen ja rakennusten tärinän ja törmäysmittauksissa, erityisesti lento- ja ilmailu- ja avaruuskentät. Pietsosähköisiä antureita voidaan käyttää myös moottorin polttopaineen ja tyhjiöasteen mittaamiseen. Sitä voidaan käyttää myös sotateollisuudessa esimerkiksi mittaamaan reiän paineen muutosta ja iskuaallon painetta suussa sillä hetkellä, kun luoti ammutaan reikään. Sillä voidaan mitata sekä suuria että pieniä paineita.
Pietsosähköisiä antureita käytetään laajalti myös biolääketieteellisessä mittauksessa. Esimerkiksi kammiokatetrimikrofonit on valmistettu pietsosähköisistä antureista. Koska dynaamisen paineen mittaaminen on niin yleistä, pietsosähköisiä antureita käytetään laajalti