Prevodník tlaku a prevodník tlaku
Senzor má previesť meranú fyzikálnu veličinu na inú fyzikálnu veličinu, ktorú možno čítať a spracovať. V modernom riadení je touto fyzikálnou veličinou elektrický signál; Vysielač má konvertovať primárne elektrické signály senzora na štandardné elektrické signály, ako sú prúdové signály 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, napäťové signály 0 -- 10V, {{3} }V. Primárny snímač tlaku je milivoltová zmena signálu spôsobená tlakom. Ak má snímač zosilňovací a tvarovací obvod na výstup štandardného prúdového alebo napäťového signálu, môže sa takýto snímač nazývať aj vysielač tlaku; Názov tlakového vysielača je relatívny k názvu skorých tlakových snímačov, ktoré vydávajú milivoltové signály. Väčšina moderných snímačov tlaku má priamy výstup štandardných signálov, takže je možné integrovať súčasné snímače tlaku a snímače tlaku.
princíp
Snímač tlaku, ktorý zvyčajne používame, je vyrobený hlavne z piezoelektrického javu, ktorý sa tiež nazýva piezoelektrický snímač.
Ako vieme, kryštál je anizotropný, zatiaľ čo amorfný je izotropný. Keď je niektoré kryštálové médium deformované mechanickou silou v určitom smere, dochádza k polarizačnému efektu; Keď sa mechanická sila odstráni, vráti sa opäť do nenabitého stavu, to znamená, že keď sú pod tlakom, niektoré kryštály môžu vyvolať elektrický efekt, ktorý sa nazýva polarizačný efekt. Podľa tohto efektu vedci vyvinuli tlakový senzor.
Medzi hlavné piezoelektrické materiály používané v piezoelektrických senzoroch patrí kremeň, vínan sodno-draselný a fosforečnan dihydroamónny. Medzi nimi je kremeň (oxid kremičitý) prírodný kryštál. V tomto kryštáli sa nachádza piezoelektrický efekt. V určitom teplotnom rozsahu piezoelektrické vlastnosti vždy existujú, ale za týmto rozsahom piezoelektrické vlastnosti úplne miznú (táto vysoká teplota je takzvaný „Curieho bod“). Keďže elektrické pole sa so zmenou napätia mierne mení (to znamená, že piezoelektrický koeficient je relatívne nízky), kremeň sa postupne nahrádza inými piezoelektrickými kryštálmi. Vinan sodno-draselný má veľkú piezoelektrickú citlivosť a piezoelektrický koeficient, ale môže byť použitý iba pri izbovej teplote a nízkej vlhkosti. Dihydroamóniumfosfát je umelý kryštál, ktorý odolá vysokej teplote a pomerne vysokej vlhkosti
Bol široko používaný.
V súčasnosti sa piezoelektrický efekt uplatňuje aj na polykryštály, ako je súčasná piezoelektrická keramika, vrátane piezoelektrickej keramiky s titaničitanom bárnatým, PZT, niobátovej piezoelektrickej keramiky, olovomagnézium-niobátovej piezoelektrickej keramiky atď.
Piezoelektrický efekt je hlavným pracovným princípom piezoelektrického snímača. Piezoelektrický snímač nie je možné použiť na statické meranie, pretože náboj po pôsobení vonkajšej sily je možné ušetriť len vtedy, keď má obvod nekonečnú vstupnú impedanciu. V praxi to tak nie je, takže piezoelektrický snímač dokáže merať iba dynamické namáhanie.
Piezoelektrické snímače sa používajú najmä pri meraní zrýchlenia, tlaku a sily. Piezoelektrický akcelerometer je bežný akcelerometer. Úžitkový vzor má výhody jednoduchej konštrukcie, malého objemu, nízkej hmotnosti, dlhej životnosti atď. Piezoelektrický akcelerometer má široké uplatnenie pri meraní vibrácií a nárazov lietadiel, automobilov, lodí, mostov a budov, najmä v letectve a kozmické polia. Piezoelektrické snímače možno použiť aj na meranie tlaku vnútorného spaľovania a stupňa podtlaku motora. Využitie nájde napríklad aj vo vojenskom priemysle na meranie zmeny tlaku vývrtu a tlaku rázovej vlny na ústí hlavne v momente, keď je do vývrtu vystrelená guľka. Dá sa použiť na meranie veľkých aj malých tlakov.
Piezoelektrické senzory sú tiež široko používané v biomedicínskom meraní. Napríklad komorové katétrové mikrofóny sú vyrobené z piezoelektrických snímačov. Pretože meranie dynamického tlaku je také bežné, piezoelektrické snímače sú široko používané
