Sensore di pressione
è il sensore più comunemente usato nella pratica industriale. È ampiamente utilizzato in vari ambienti di automazione industriale, che coinvolgono la tutela dell'acqua e l'energia idroelettrica, il trasporto ferroviario, gli edifici intelligenti, l'automazione della produzione, l'industria aerospaziale, militare, petrolchimica, pozzi petroliferi, energia elettrica, navi, macchine utensili, gasdotti e molti altri settori, il seguente introduce brevemente alcuni principi comuni dei sensori e le loro applicazioni. Un altro sensore di pressione medica.
È uno dei sensori più comunemente usati nella pratica industriale. Generalmente, l'uscita dei normali sensori di pressione è un segnale analogico. Un segnale analogico si riferisce a un segnale continuo i cui parametri di informazione rientrano in un determinato intervallo. Oppure in un intervallo di tempo continuo, la quantità caratteristica della sua informazione rappresentativa può essere presentata come un segnale di qualsiasi valore in qualsiasi istante. I sensori di pressione che usiamo di solito sono realizzati principalmente con effetto piezoelettrico e tali sensori sono anche chiamati sensori piezoelettrici.
Sappiamo che i cristalli sono anisotropi e amorfi è isotropo. Quando un mezzo cristallino viene deformato dalla forza meccanica in una certa direzione, si verifica l'effetto di polarizzazione; quando la forza meccanica viene rimossa, tornerà a uno stato scarico, cioè quando è sotto pressione, un certo Questi cristalli possono produrre un effetto elettrico, che è chiamato effetto di polarizzazione. Gli scienziati hanno sviluppato un sensore di pressione basato su questo effetto.
I materiali piezoelettrici utilizzati principalmente nei sensori piezoelettrici includono quarzo, tartrato di sodio e potassio e fosfato monobasico di ammonio. Tra questi, il quarzo (biossido di silicio) è un cristallo naturale e in questo cristallo si trova l'effetto piezoelettrico. Entro un certo intervallo di temperatura esistono sempre le proprietà piezoelettriche, ma dopo che la temperatura supera questo intervallo, le proprietà piezoelettriche scompaiono completamente (questa temperatura elevata è il cosiddetto "punto di Curie"). Poiché il campo elettrico cambia leggermente al variare della sollecitazione (vale a dire, il coefficiente piezoelettrico è relativamente basso), il quarzo viene gradualmente sostituito da altri cristalli piezoelettrici. E il tartrato di sodio e potassio ha una grande sensibilità piezoelettrica e un coefficiente piezoelettrico, ma può essere applicato solo in un ambiente a temperatura ambiente e bassa umidità. Il diidrogeno fosfato è un cristallo artificiale con una densità relativa di 1,80 e un punto di fusione di 190 gradi. Può resistere a temperature elevate e umidità relativamente elevate ed è stabile nell'aria. La solubilità in acqua a temperatura ambiente (20 gradi) è di 37,4 g, leggermente solubile in etanolo e insolubile in acetone, quindi è stato ampiamente utilizzato. Attualmente, l'effetto piezoelettrico viene applicato anche a policristalli, come le attuali ceramiche piezoelettriche, comprese le ceramiche piezoelettriche di titanato di bario, PZT, ceramiche piezoelettriche di niobato, ceramiche piezoelettriche di niobato di magnesio di piombo e simili.
L'effetto piezoelettrico è il principale principio di funzionamento del sensore piezoelettrico e il sensore piezoelettrico non può essere utilizzato per la misurazione statica, poiché la carica dopo la forza esterna viene salvata solo quando il circuito ha un'impedenza di ingresso infinita. Questo non è il caso in realtà, quindi questo determina che il sensore piezoelettrico può misurare solo lo stress dinamico.
I sensori piezoelettrici sono utilizzati principalmente nella misura di accelerazione, pressione e forza. L'accelerometro piezoelettrico è un accelerometro comunemente usato. Presenta i vantaggi di una struttura semplice, dimensioni ridotte, peso leggero e lunga durata. Gli accelerometri piezoelettrici sono stati ampiamente utilizzati nella misurazione delle vibrazioni e degli urti di aerei, automobili, navi, ponti ed edifici, in particolare nei settori dell'aviazione e dell'aerospazio. I sensori piezoelettrici possono essere utilizzati anche per misurare la pressione di combustione e le misurazioni del vuoto all'interno del motore. Può essere utilizzato anche nell'industria militare, ad esempio, viene utilizzato per misurare la variazione della pressione della camera e la pressione dell'onda d'urto della volata nel momento in cui il proiettile della pistola viene sparato nella camera. Può essere utilizzato per misurare pressioni sia grandi che piccole.
I sensori piezoelettrici sono ampiamente utilizzati anche nelle misurazioni biomediche. Ad esempio, i microfoni con catetere ventricolare sono costituiti da sensori piezoelettrici. Poiché la misurazione della pressione dinamica è così comune, l'applicazione dei sensori piezoelettrici è molto ampia.
Oltre ai sensori piezoelettrici, ci sono anche sensori piezoresistivi realizzati utilizzando l'effetto piezoresistivo, sensori di deformazione che utilizzano l'effetto di deformazione, ecc. Questi diversi sensori di pressione utilizzano effetti e materiali diversi e possono riprodurli in diverse occasioni. uso unico.
