Piezoelektrični kvarcni kristal
Kvarcni kristal je piezoelektrični materijal koji može generisati napon proporcionalan naprezanju koje se na njega primjenjuje. Za primjenu, prirodni kvarcni kristal mora se rezati u obliku tanke ploče pravokutnog ili ovalnog oblika jednolične debljine. Svaki kristal ima tri seta osi - optičke osi, tri električne osi OX1, OX2 i OX3 sa 120 stupnjeva međusobno, te tri mehaničke osi OY1, OY2 i OY3 također na 120 stupnjeva međusobno. Mehaničke osovine će biti pod pravim uglom u odnosu na električne osi. Neki od parametara koji određuju prirodu kristala za aplikaciju
· Kut na kojem se rezana ploča reže od prirodnog kristala kvarca
• Debljina ploče
· Dimenzija ploče
• Sredstva za montažu
Piezoelectric Effect
Osa XY piezoelektričnog kristala i njegova tehnika rezanja prikazani su na slici ispod.
XY Osi piezoelektričnog kristala
Smjer, okomit na najveće lice, je osa rezanja na koju se upućuje.
Ako se električni napon primijeni u smjeru električne osi (X-os), nastaje mehanička deformacija u smjeru Y-osi, koja je okomita na relevantnu X-osu. Slično tome, ako je mehanička naprezanja data duž Y-osi, električna naboja će se proizvesti na površinama kristala, okomito na X-osu koja je pod pravim uglom na Y-osu.
Neki od materijala koji nasleđuju piezo-električni efekat su kvarcni kristali, Rochelleova sol, barijev titanat, i tako dalje. Glavne prednosti ovih kristala su da imaju visoku mehaničku i toplotnu sposobnost, sposobnost izdržavanja visokog naprezanja, nisko curenje i dobar frekventni odziv, i tako dalje.
Piezoelektrični pretvarač može raditi u jednom od nekoliko načina kao što je prikazano na slici ispod.
Piezoelectric Crystal
Piezoelectric Transducer
Glavni princip piezoelektričnog pretvarača je da sila, kada se nanese na kristal kvarca, proizvodi električni naboj na površini kristala. Tako proizvedena naboja može se nazvati piezoelektričnost. Piezo električna energija može se definirati kao električna polarizacija proizvedena mehaničkim naprezanjem na određenoj klasi kristala. Proizvedena stopa naknade će biti proporcionalna stopi promene sile koja se primenjuje kao input. Kako je proizvedeno punjenje vrlo malo, potrebno je pojačalo za punjenje kako bi se proizveo dovoljno veliki izlazni napon koji se može mjeriti. Takođe je poznato da je uređaj mehanički krut. Na primjer, ako je sonda od 15 kilograma data sondi, ona se može skrenuti samo do maksimalno 0,002 mm. No, izlazni odgovor može biti visok 100KiloHz.To dokazuje da je uređaj najbolji za dinamičko mjerenje.
Na slici je prikazan konvencionalni piezoelektrični pretvarač sa piezoelektričnim kristalom umetnutim između čvrste baze i sile za sabiranje sile. Ako se na tlačnu luku primijeni sila, ista sila će pasti na sabirajući silu. Tako će se potencijalna razlika generirati na kristalu zbog njegove svojine. Proizvedeni napon će biti proporcionalan veličini primenjene sile.
Piezoelectric Transducer
Piezoelektrični pretvarač može mjeriti tlak na isti način a sila ili an može se mjeriti ubrzanje . Za mjerenje niskog tlaka treba kompenzirati moguće vibracije količine. Dimenzija kvarcnog diska za merenje pritiska je okrenuta pritisku kroz dijafragmu a na drugoj strani ove gomile, kompenzirajuća masa praćena kompenzirajućim kvarcom.
Aplikacije
1. Zbog svog odličnog frekventnog odziva, on se obično koristi kao akcelerometar, gdje je izlaz u redu (1-30) mV po gravitaciji ubrzanja.
2. Uređaj je obično dizajniran za upotrebu kao pre-tenzionalni vijak tako da se mogu vršiti i tenzijske i kompresijske sile.
3. Može se koristiti za mjerenje sile, tlaka i pomaka u smislu napona.
Prednosti
1. Vrlo frekventni odziv.
2. Samo-generisanje, tako da nema potrebe za spoljnim izvorom.
3. Jednostavni za upotrebu jer imaju male dimenzije i veliki merni opseg.
4. Barijev titanat i kvarc mogu se napraviti u bilo kojem željenom obliku i obliku. Takođe ima veliku dielektričnu konstantu. Osa kristala se može odabrati orijentacijom smjera orijentacije.
LTRASONIC pretvarač može se prilagoditi vašim aplikacijama, odgovarajući odgovarajući tip i dajući vam profesionalno rješenje.
