Piezoelectric Quartz Crystal
Een kwartskristal is een piëzo-elektrisch materiaal dat een spanning kan genereren die evenredig is aan de erop uitgeoefende spanning. Voor de toepassing moet een natuurlijk kwartskristal in de vorm van een dunne plaat van rechthoekige of ovale vorm met uniforme dikte worden gesneden. Elk kristal heeft drie assen - optische assen, drie elektrische assen OX1, OX2 en OX3 met 120 graden met elkaar, en drie mechanische assen OY1, OY2 en OY3 ook op 120 graden met elkaar. De mechanische assen staan haaks op de elektrische assen. Sommige van de parameters die de aard van het kristal voor de toepassing bepalen, zijn
· Hoek waarbij de plak uit natuurlijk kwartskristal wordt gesneden
· Plaatdikte
· Afmeting van de plaat
· Middelen voor montage
Piëzo-elektrisch effect
De XY-as van een piëzo-elektrisch kristal en zijn snijtechniek worden getoond in de onderstaande figuur.
XY Assen van een piëzo-elektrisch kristal
De richting, loodrecht op het grootste vlak, is de bedoelde snijas.
Als een elektrische spanning wordt aangelegd in de richting van een elektrische as (X-as), wordt een mechanische spanning geproduceerd in de richting van de Y-as, die loodrecht staat op de relevante X-as. Evenzo, als een mechanische spanning wordt gegeven langs de Y-as, zullen elektrische ladingen worden geproduceerd op de vlakken van het kristal, loodrecht op de X-as die haaks staat op de Y-as.
Sommige van de materialen die het piëzo-elektrische effect erven zijn kwartskristal, Rochelle-zout, bariumtitanaat, enzovoort. De belangrijkste voordelen van deze kristallen zijn dat ze een hoog mechanisch en thermisch vermogen hebben, bestand zijn tegen hoge orde van spanning, lage lekkage en goede frequentierespons, enzovoort.
Een piëzo-elektrische transducer kan in een van de verschillende modi worden bediend, zoals in de onderstaande afbeelding.
Piezoelectric Crystal
Piëzo-elektrische transducer
Het hoofdprincipe van een piëzo-elektrische transducer is dat een kracht, wanneer aangebracht op het kwartskristal, elektrische ladingen op het kristaloppervlak produceert. De aldus geproduceerde lading kan als piëzo-elektriciteit worden genoemd. Piëzo-elektriciteit kan worden gedefinieerd als de elektrische polarisatie die wordt geproduceerd door mechanische belasting op een bepaalde klasse kristallen. De snelheid van de geproduceerde lading zal evenredig zijn met de mate van krachtverandering die als input wordt toegepast. Omdat de geproduceerde lading erg klein is, is een oplaadversterker nodig om een uitgangsspanning te produceren die groot genoeg is om te worden gemeten. Het apparaat staat ook bekend als mechanisch stijf. Als er bijvoorbeeld een kracht van 15 kiloN wordt gegeven aan de transducer, kan deze maximaal afbuigen tot maximaal 0,002 mm. Maar de uitvoerreactie kan zo hoog zijn als 100 KiloHz. Dit bewijst dat het apparaat het best geschikt is voor dynamische metingen.
De figuur toont een conventionele piëzo-elektrische transducer met een piëzo-elektrisch kristal ingebracht tussen een vaste basis en het krachtsommerende deel. Als er een kracht wordt uitgeoefend op de drukpoort, zal dezelfde kracht op het krachtsommerende deel vallen. Op deze manier wordt een potentiaalverschil gegenereerd op het kristal vanwege de eigenschap ervan. De geproduceerde spanning zal evenredig zijn aan de grootte van de uitgeoefende kracht.
Piëzo-elektrische transducer
Piëzo-elektrische transducer kan de druk meten op dezelfde manier een dwingen of een versnelling kan worden gemeten. Voor lagedrukmetingen moet mogelijke trilling van de hoeveelheid worden gecompenseerd. De kwartschijf met drukmeetkwarts ligt tegenover de druk door een diafragma en aan de andere kant van deze stapel de compenserende massa gevolgd door een compenserend kwarts.
toepassingen
1. Vanwege zijn uitstekende frequentierespons, wordt het normaal gesproken gebruikt als een accelerometer, waarbij de output in de orde van (1-30) mV ligt per zwaartekracht van de versnelling.
2. Het apparaat is meestal ontworpen voor gebruik als een voorspanbout, zodat zowel trek- als drukkrachtmetingen kunnen worden uitgevoerd.
3. Kan worden gebruikt voor het meten van kracht, druk en verplaatsing in termen van spanning.
voordelen
1. Zeer hoge frequentierespons.
2. Zelf genereren, dus geen externe bron nodig.
3. Eenvoudig te gebruiken omdat ze kleine afmetingen en een groot meetbereik hebben.
4. Bariumtitanaat en kwarts kunnen in elke gewenste vorm en vorm worden gemaakt. Het heeft ook een grote diëlektrische constante. De kristalas kan worden geselecteerd door de oriëntatierichting te oriënteren.
Een LTRASONIC-transducer kan aangepast worden aan uw toepassingen, passend bij het geschikte type en u een professionele oplossing bieden.
