עקרון חיישן הלחץ

Jan 16, 2019 השאר הודעה

חיישני לחץ הם חיישנים הנפוץ ביותר בתחום התעשייתי, ואת חיישני הלחץ שאנחנו בדרך כלל להשתמש נעשות בעיקר על ידי אפקט piezoelectric. חיישנים כאלה נקראים גם חיישנים פיזואלקטריים.


אנו יודעים כי גבישים הם anisotropic ו אמורפי הם איזוטרופיים. בתקשורת קריסטל מסויימת, כשהיא מעוותת מכוח מכני בכיוון מסוים, יש אפקט קיטוב; כאשר הכוח מכני מוסר, הוא יחזור למצב uncharged, כלומר, כאשר נתון ללחץ, גבישים אלה עשויים לייצר אפקט פלט חשמל, אשר נקרא אפקט הקיטוב. מדענים פיתחו חיישני לחץ המבוססים על השפעה זו.


חומרים פיזואלקטריים המשמשים בעיקר חיישנים פיזואלקטריים כוללים קוורץ, טרטרט אשלגן נתרן, פוספט דיהידרוגן. ביניהם, קוורץ הוא סוג של גביש טבעי. אפקט piezoelectric נמצא בגביש זה. המאפיין piezoelectric תמיד קיים בטווח טמפרטורות מסוים, אבל אחרי הטמפרטורה עולה על טווח זה, המאפיין piezoelectric נעלם לחלוטין (טמפרטורה גבוהה זו היא הנקראת "נקודת Curie"). מאחר שהשדה החשמלי משתנה מעט עם השינוי בלחץ (כלומר, מקדם הפיזואלקטריים נמוך יחסית), הקוורץ מוחלף בהדרגה על ידי גבישים פיזואלקטריים אחרים. אשלגן tartrate אשלגן יש רגישות piezoelectric גדול מקדם piezoelectric, אבל זה יכול להיות מיושם רק בטמפרטורת החדר נמוכה ולחות הסביבה. פוספט דיהידרוגן הוא גביש מלאכותי שיכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות ובלחות גבוהה יחסית, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב.


אפקט piezoelectric הוא עיקרון העבודה העיקרי של חיישן piezoelectric. החיישן הפיזואלקטרי אינו יכול לשמש למדידה סטטית, מכיוון שהמטען החשמלי לאחר הכוח החיצוני נשמר רק כאשר לולאה יש עכבה קלט אינסופית. זה לא המקרה, ולכן זה קובע כי חיישן piezoelectric יכול למדוד רק מדגיש דינמי.


חיישנים פיזואלקטריים משמשים בעיקר במדידת האצה, לחץ וכוח. מד תאוצה piezoelectric הוא תאוצה נפוץ. יש לו את המאפיינים של מבנה פשוט, גודל קטן, משקל קל וחיי שירות ארוכים. מדדי איזון פיזואלקטריים מצאו יישום רחב במדידות רטט והלם במטוסים, מכוניות, אוניות, גשרים ובניינים, במיוחד בתחומי התעופה והחלל. חיישנים פיזואלקטריים יכולים לשמש גם למדידת המדידה של לחץ הבעירה בתוך המנוע ואת המדידה של ואקום.