Rõhuandur ja rõhuandur
Andur teisendab mõõdetava füüsikalise suuruse teiseks füüsikaliseks suuruseks, mida saab lugeda ja töödelda. Kaasaegses juhtimises on selleks füüsikaliseks suuruseks elektriline signaal; Saatja peab muundama anduri esmased elektrilised signaalid standardseteks elektrilisteks signaalideks, näiteks voolusignaalid 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, pingesignaalid 0 -- 10V, {{3} }V. Primaarne rõhuandur on rõhust põhjustatud millivoldine signaalimuutus. Kui anduril on standardse voolu- või pingesignaali väljastamiseks võimendus- ja vormimisahel, võib sellist andurit nimetada ka rõhumuunduriks; Rõhuanduri nimi on seotud varasemate rõhuandurite nimega, mis väljastavad millivolti signaale. Enamik kaasaegseid rõhuandureid väljastavad otse standardsignaale, seega on võimalik integreerida voolu rõhuandureid ja rõhuandureid.
põhimõte
Tavaliselt kasutatav rõhuandur on valmistatud peamiselt piesoelektrilisest efektist, mida nimetatakse ka piesoelektriliseks anduriks.
Nagu me teame, on kristall anisotroopne, amorfne aga isotroopne. Kui mõni kristallkeskkond deformeerub mehaanilise jõu toimel teatud suunas, tekib polarisatsiooniefekt; Kui mehaaniline jõud eemaldatakse, naaseb see uuesti laenguta olekusse, st rõhu all võivad mõned kristallid tekitada elektrilise efekti, mida nimetatakse polarisatsiooniefektiks. Selle efekti järgi on teadlased välja töötanud rõhuanduri.
Peamised piesoelektrilistes andurites kasutatavad piesoelektrilised materjalid on kvarts, kaaliumnaatriumtartraat ja dihüdroammooniumfosfaat. Nende hulgas on kvarts (ränidioksiid) looduslik kristall. Piesoelektrilist efekti leidub selles kristallis. Teatud temperatuurivahemikus on piesoelektrilised omadused alati olemas, kuid väljaspool seda vahemikku kaovad piesoelektrilised omadused täielikult (see kõrge temperatuur on nn Curie punkt). Kuna pinge muutumisel elektriväli veidi muutub (st piesoelektriline koefitsient on suhteliselt madal), asendub kvarts järk-järgult teiste piesoelektriliste kristallidega. Kaaliumnaatriumtartraadil on suur piesoelektriline tundlikkus ja piesoelektriline koefitsient, kuid seda saab kasutada ainult toatemperatuuril ja madala õhuniiskuse juures. Dihüdroammooniumfosfaat on kunstlik kristall, mis talub kõrget temperatuuri ja üsna kõrget niiskust
Seda on laialdaselt kasutatud.
Praegu rakendatakse piesoelektrilist efekti ka polükristallidele, nagu praegune piesoelektriline keraamika, sealhulgas baariumtitanaadi piesoelektriline keraamika, PZT, niobaatpiesoelektriline keraamika, plii-magneesiumniobaadi piesoelektriline keraamika jne.
Piesoelektriline efekt on piesoelektrilise anduri peamine tööpõhimõte. Piesoelektrilist andurit ei saa kasutada staatiliseks mõõtmiseks, kuna laengut saab pärast välise jõuga mõjutamist salvestada ainult siis, kui vooluahelal on lõpmatu sisendtakistus. Praktikas see nii ei ole, seega saab piesoelektriline andur mõõta ainult dünaamilist pinget.
Piesoelektrilisi andureid kasutatakse peamiselt kiirenduse, rõhu ja jõu mõõtmisel. Piesoelektriline kiirendusmõõtur on tavaline kiirendusmõõtur. Kasuliku mudeli eelisteks on lihtne struktuur, väike maht, kerge kaal, pikk kasutusiga jne. Piesoelektrilist kiirendusmõõturit on laialdaselt kasutatud õhusõidukite, autode, laevade, sildade ja hoonete vibratsiooni ja löögi mõõtmisel, eriti lennunduses ja kosmoseväljad. Piesoelektrilisi andureid saab kasutada ka mootori sisepõlemisrõhu ja vaakumiastme mõõtmiseks. Seda saab kasutada ka sõjatööstuses, näiteks mõõta avarõhu muutust ja lööklaine survet koonul hetkel, kui kuuli avasse tulistatakse. 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, kasutatakse laialdaselt piesoelektrilisi andureid