Rõhuandur
on tööstuslikus praktikas kõige sagedamini kasutatav andur. Seda kasutatakse laialdaselt erinevates tööstuslikes automatiseerimiskeskkondades, mis hõlmavad veemajandust ja hüdroenergiat, raudteetransporti, intelligentseid hooneid, tootmise automatiseerimist, lennundust, sõjalist, naftakeemia, naftapuuraukude, elektrienergia, laevade, tööpinkide, torujuhtmete ja paljudes teistes tööstusharudes. tutvustab lühidalt mõningaid levinumaid andurite põhimõtteid ja nende rakendusi. Veel üks meditsiiniline rõhuandur.
See on üks tööstuspraktikas kõige sagedamini kasutatavaid andureid. Üldjuhul on tavaliste rõhuandurite väljundiks analoogsignaal. Analoogsignaal viitab pidevale signaalile, mille teabeparameetrid on etteantud vahemikus. Või pideva ajaintervalli korral saab selle representatiivse teabe iseloomuliku koguse esitada mis tahes väärtusega signaalina igal hetkel. Rõhuandurid, mida me tavaliselt kasutame, on valmistatud peamiselt piesoelektrilisest efektist ja selliseid andureid nimetatakse ka piesoelektrilisteks anduriteks.
Teame, et kristallid on anisotroopsed ja amorfsed on isotroopsed. Kui mõni kristalne keskkond deformeerub mehaanilise jõu mõjul teatud suunas, tekib polarisatsiooniefekt; kui mehaaniline jõud eemaldatakse, naaseb see laenguta olekusse, st kui see on rõhu all, võivad need kristallid tekitada elektrilise efekti, mida nimetatakse polarisatsiooniefektiks. Teadlased on selle efekti põhjal välja töötanud rõhuanduri.
Piesoelektrilistes andurites kasutatavate piesoelektriliste materjalide hulka kuuluvad kvarts, kaaliumnaatriumtartraat ja ammooniumdivesinikfosfaat. Nende hulgas on kvarts (ränidioksiid) looduslik kristall ja selles kristallis on piesoelektriline efekt. Teatud temperatuurivahemikus on piesoelektrilised omadused alati olemas, kuid pärast seda, kui temperatuur ületab selle vahemiku, kaovad piesoelektrilised omadused täielikult (see kõrge temperatuur on nn Curie punkt). Kuna elektriväli pinge muutumisel veidi muutub (st piesoelektriline koefitsient on suhteliselt madal), asendub kvarts järk-järgult teiste piesoelektriliste kristallidega. Ja kaaliumnaatriumtartraadil on suur piesoelektriline tundlikkus ja piesoelektriline koefitsient, kuid seda saab kasutada ainult toatemperatuuril ja madala niiskusega keskkonnas. Divesinikfosfaat on tehiskristall suhtelise tihedusega 1,80 ja sulamistemperatuuriga 190 kraadi. See talub kõrget temperatuuri ja suhteliselt kõrget niiskust ning on õhus stabiilne. Lahustuvus vees toatemperatuuril (20 kraadi) on 37,4 g, lahustub kergelt etanoolis ja ei lahustu atsetoonis, seega on seda laialdaselt kasutatud. Praegu rakendatakse piesoelektrilist efekti ka polükristallidele, nagu praegune piesoelektriline keraamika, sealhulgas baariumtitanaadi piesoelektriline keraamika, PZT, niobaatpiesoelektriline keraamika, plii-magneesiumniobaat-piesoelektriline keraamika jms.
Piesoelektriline efekt on piesoelektrilise anduri peamine tööpõhimõte ja piesoelektrilist andurit ei saa kasutada staatiliseks mõõtmiseks, kuna välisjõu järgne laeng salvestatakse ainult siis, kui ahelal on lõpmatu sisendtakistus. Tegelikkuses see nii ei ole, nii et see määrab, et piesoelektriline andur saab mõõta ainult dünaamilist pinget.
Piesoelektrilisi andureid kasutatakse peamiselt kiirenduse, rõhu ja jõu mõõtmisel. Piesoelektriline kiirendusmõõtur on tavaliselt kasutatav kiirendusmõõtur. Selle eeliseks on lihtne struktuur, väike suurus, kerge kaal ja pikk kasutusiga. Piesoelektrilisi kiirendusmõõtureid on laialdaselt kasutatud õhusõidukite, autode, laevade, sildade ja hoonete vibratsiooni ja löökide mõõtmisel, eriti lennunduses ja kosmosetööstuses. Piesoelektrilisi andureid saab kasutada ka põlemisrõhu ja vaakumi mõõtmiseks mootori sees. Seda saab kasutada ka sõjatööstuses, näiteks mõõdetakse kambri rõhu muutust ja koonu lööklaine survet hetkel, kui kambris tulistatakse relva kuul. Seda saab kasutada nii suurte kui ka väikeste rõhkude mõõtmiseks.
Piesoelektrilisi andureid kasutatakse laialdaselt ka biomeditsiinilistes mõõtmistes. Näiteks ventrikulaarsed kateetri mikrofonid on valmistatud piesoelektrilistest anduritest. Kuna dünaamilise rõhu mõõtmine on nii levinud, on piesoelektriliste andurite kasutusala väga lai.
Lisaks piesoelektrilistele anduritele on olemas ka piezoresistiivsed andurid, mis on valmistatud piezoresistiivse efekti abil, deformatsiooniandurid, mis kasutavad deformatsiooniefekti jne. Need erinevad rõhuandurid kasutavad erinevaid efekte ja erinevaid materjale ning võivad neid erinevatel juhtudel mängida. ainulaadne kasutus.
