Датчик за налягане и трансмитер за налягане
Сензорът преобразува физическа величина, която трябва да се измери, в друга физическа величина, която може да бъде разчетена и обработена. В съвременното управление тази физическа величина е електрически сигнал; Предавателят трябва да преобразува първичните електрически сигнали на сензора в стандартни електрически сигнали, като токови сигнали от 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, сигнали за напрежение от 0 -- 10V, {{3} }В. Първичният сензор за налягане е миливолтова промяна на сигнала, причинена от налягането. Ако сензорът има верига за усилване и оформяне за извеждане на стандартен сигнал за ток или напрежение, такъв сензор може също да се нарече трансмитер за налягане; Името на трансмитера за налягане е свързано с това на ранните сензори за налягане, които извеждат миливолтови сигнали. Повечето съвременни сензори за налягане имат директно изходни стандартни сигнали, така че е възможно да се интегрират текущите сензори за налягане и трансмитери за налягане.
принцип
Сензорът за налягане, който обикновено използваме, е направен главно от пиезоелектричен ефект, който също се нарича пиезоелектричен сензор.
Както знаем, кристалът е анизотропен, докато аморфният е изотропен. Когато някаква кристална среда се деформира от механична сила в определена посока, възниква поляризационен ефект; Когато механичната сила бъде премахната, той отново ще се върне в незаредено състояние, т.е. когато са под налягане, някои кристали могат да произведат електрически ефект, който се нарича поляризационен ефект. Според този ефект учените са разработили сензор за налягане.
Основните пиезоелектрични материали, използвани в пиезоелектричните сензори, включват кварц, калиев натриев тартарат и дихидроамониев фосфат. Сред тях кварцът (силициев диоксид) е естествен кристал. Пиезоелектричният ефект се открива в този кристал. В рамките на определен температурен диапазон винаги съществуват пиезоелектрични свойства, но извън този диапазон пиезоелектричните свойства напълно изчезват (тази висока температура е така наречената "точка на Кюри"). Тъй като електрическото поле се променя леко с промяната на напрежението (т.е. пиезоелектричният коефициент е относително нисък), кварцът постепенно се заменя с други пиезоелектрични кристали. Калиево-натриевият тартарат има голяма пиезоелектрична чувствителност и пиезоелектричен коефициент, но може да се използва само при стайна температура и ниска влажност. Дихидроамониевият фосфат е изкуствен кристал, който издържа на висока температура и доста висока влажност.
Той е бил широко използван.
Понастоящем пиезоелектричният ефект се прилага и към поликристали, като настояща пиезоелектрична керамика, включително пиезоелектрична керамика от бариев титанат, PZT, пиезоелектрична керамика от ниобат, пиезоелектрична керамика от оловен магнезиев ниобат и т.н.
Пиезоелектричният ефект е основният принцип на работа на пиезоелектричния сензор. Пиезоелектричният сензор не може да се използва за статично измерване, тъй като зарядът след действието на външна сила може да бъде запазен само когато веригата има безкраен входен импеданс. На практика това не е така, така че пиезоелектричният сензор може да измерва само динамично напрежение.
Пиезоелектричните сензори се използват главно за измерване на ускорение, налягане и сила. Пиезоелектричният акселерометър е често срещан акселерометър. Полезният модел има предимствата на проста структура, малък обем, леко тегло, дълъг експлоатационен живот и др. Пиезоелектричният акселерометър е широко използван при измерване на вибрации и удари на самолети, автомобили, кораби, мостове и сгради, особено в авиацията и аерокосмически полета. Пиезоелектричните сензори могат да се използват и за измерване на налягането на вътрешното горене и степента на вакуум на двигателя. Може да се използва и във военната индустрия, например за измерване на промяната на налягането в отвора и налягането на ударната вълна в дулото в момента, когато куршумът е изстрелян в отвора. Може да се използва за измерване както на големи, така и на малки налягания.
Пиезоелектричните сензори също се използват широко в биомедицинските измервания. Например вентрикуларните катетърни микрофони са направени от пиезоелектрични сензори. Тъй като измерването на динамично налягане е толкова обичайно, пиезоелектричните сензори се използват широко
