Piezoelektromos kvarc kristály
A kvarckristály olyan piezoelektromos anyag, amely képes a feszültséggel arányos feszültséget generálni. Az alkalmazáshoz a természetes kvarckristályt vékony, négyszögletes vagy ovális alakú egyenletes vastagságú lemezekké kell vágni. Mindegyik kristálynak három tengelykészlete van: optikai tengelyek, három OX1, OX2 és OX3 elektromos tengely egymással 120 fokkal, és három mechanikus tengely, OY1, OY2 és OY3 is 120 fokban egymáshoz képest. A mechanikai tengelyek az elektromos tengelyekre merőlegesek. Néhány olyan paraméter, amelyik a kristály kristálytípusát határozza meg
· Szög, amelynél a pohár természetes kvarckristályból van vágva
· Lemezvastagság
· A lemez mérete
· Szerelési eszközök
Piezoelektromos hatás
A piezoelektromos kristály XY tengelyét és vágási technikáját az alábbi ábra mutatja.
Piezoelektromos kristály XY tengelyei
A legnagyobb arcra merőleges irány az említett vágási tengely.
Ha egy elektromos tengely (X tengely) irányában elektromos feszültség lép fel, mechanikai törést hoznak létre az X tengelyre merőleges Y tengely irányába. Hasonlóképpen, ha mechanikai törzset adunk az Y tengely mentén, a kristály felületén az X tengelyre merőleges, az Y-tengelyre merőleges felületeken elektromos töltések keletkeznek.
Néhány anyag, amely örökölte a piezo-elektromos hatást, a kvarckristály, a Rochelle-só, a bárium-titanát és így tovább. Ezeknek a kristályoknak az a fő előnye, hogy magas mechanikai és termikus állapotú képességük van, nagy rendű törzsoldat, alacsony szivárgás és jó frekvenciaválasz, stb.
A piezoelektromos átalakító az alábbi ábrán látható módon működtethető a többféle üzemmód egyikében.
Piezoelektromos kristály
Piezoelektromos transzducer
A piezoelektromos átalakító fő elve az, hogy a kvarckristályon alkalmazott erő a kristályfelületen elektromos töltést eredményez. Az így előállított töltetet piezoelektromos jelleget nevezhetjük. A piezoelektród úgy definiálható, mint az elektromos polarizáció, amelyet bizonyos típusú kristályok mechanikai törzzsel állítanak elő. A felhasznált díj mértéke arányos lesz a bemenetként alkalmazott erőváltási sebességgel. Mivel az előállított töltés nagyon kicsi, egy töltéserősítőre van szükség annak érdekében, hogy a mérendő kimeneti feszültséget nagy legyen. A készülékről ismert, hogy mechanikailag merev. Például, ha a transzduktornak 15 kilowattnyi erőt ad, akkor csak maximum 0,002 mm-es átfordulást okozhat. De a kimeneti válasz akár 100 kilohullám is lehet. Ez azt bizonyítja, hogy a készülék a legmegfelelőbb a dinamikus méréshez.
Az ábra egy hagyományos piezoelektromos átalakítót mutat egy piezoelektromos kristály segítségével, amely a szilárd alap és az erőösszegzőelem közé van beillesztve. Ha a nyomónyíláson erőt alkalmaznak, akkor ugyanaz az erő csökken az erőösszegző tagnál. Így a kristályon a tulajdonsága miatt lehetséges különbség keletkezik. Az előállított feszültség arányos az alkalmazott erő nagyságával.
Piezoelektromos transzducer
A piezoelektromos transzducer mérni tudja a nyomást ugyanúgy a erő vagy egy a gyorsulás mérhető. Az alacsony nyomású méréseknél az összeg lehetséges rezgését kompenzálni kell. A nyomásmérő kvarc tárcsára a nyomás a membránon keresztül ér véget és a köteg másik oldalán a kompenzáló tömeg követi a kompenzáló kvarc.
Alkalmazások
1. Kiváló frekvenciaválaszának köszönhetően rendszerint gyorsulásmérő készülékként használják, ahol a kimenet a gyorsulás gravitációja szerint (1-30) mV-os sorrendben van.
2. A készüléket rendszerint úgy tervezték meg, mint előtolenszáró csavart, hogy mind a húzó-, mind a préselési erő mérése végezhető legyen.
3. Erő, nyomás és elmozdulás mérésére használható a feszültség tekintetében.
Előnyök
1. Nagyon nagy gyakoriságú válasz.
2. Saját generáló, így nincs szükség külső forrásra.
3. Könnyen használható, mivel kis méreteik és nagy mérési tartományuk van.
4. A bárium-titanát és a kvarc bármely kívánt formában és formában készíthető. Nagy dielektromos állandóval is rendelkezik. A kristálytengely a tájolás irányával tájolható.
LTRASONIC jelátalakító testreszabható az alkalmazásaiban, megfelelő típusú és megfelelő szakmai megoldást nyújtva.
