Piezoelektrik Kuvars Kristal
Bir kuvars kristali, üzerine uygulanan gerilime orantılı bir voltaj oluşturabilen bir piezoelektrik materyaldir. Uygulama için, doğal bir kuvars kristali, eşit kalınlıktaki dikdörtgen veya oval bir şekilli ince bir levha şeklinde kesilmelidir. Her kristalin üç eksen takımı vardır - Optik eksenler, birbiriyle 120 derece OX1, OX2 ve OX3 olmak üzere üç elektrik ekseni ve OY1, OY2 ve OY3 üç mekanik eksen birbiriyle 120 derecede. Mekanik eksenler elektrik eksenlerine dik açıda olacaktır. Uygulama için kristalin doğasına karar veren parametrelerden bazıları şunlardır:
· Gofretin doğal kuvars kristalinden kesildiği açı
· Levha kalınlığı
· Levhanın boyu
· Montaj araçları
Piezoelektrik Etkisi
Piezoelektrik kristalin XY ekseni ve kesme tekniği aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Piezoelektrik Kristalin XY Eksenleri
En büyük yüze dik olan yön, atıfta bulunulan kesim aksıdır.
Elektriksel bir eksen (X ekseni) yönünde bir elektrik gerilimi uygulandığında, ilgili X eksenine dik olan Y ekseni yönünde bir mekanik gerilim üretilir. Benzer şekilde, eğer Y ekseni boyunca bir mekanik gerilme varsa, Y eksenine dik açıda olan X eksenine dik olan kristalin yüzlerinde elektrik yükleri üretilecektir.
Piezo-elektrik etkiyi alan malzemelerin bazıları kuvars kristali, Rochelle tuzu, baryum titanat ve benzerleridir. Bu kristallerin başlıca avantajları, yüksek mekanik ve termal durum kapasitesine, yüksek suş düzenine dayanma kabiliyeti, düşük sızıntı ve iyi frekans tepkisi ve benzerleridir.
Bir piezoelektrik dönüştürücü, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi birkaç moddan birinde çalıştırılabilir.
Piezoelektrik Kristal
Piezoelektrik Dönüştürücü
Bir piezoelektrik dönüştürücünün ana prensibi, kuvartz kristali üzerine uygulandığında, kristal yüzeyinde elektrik yükleri üretmesidir. Bu şekilde üretilen yük piezoelektrik olarak adlandırılabilir. Piezo elektriği, belirli sınıf kristaller üzerinde mekanik gerilme tarafından üretilen elektriksel polarizasyon olarak tanımlanabilir. Üretilen ücret oranı, girdi olarak uygulanan kuvvet değişim oranıyla orantılı olacaktır. Üretilen yük çok küçük olduğundan, ölçülecek kadar büyük bir çıkış voltajı üretecek şekilde bir şarj amplifikatörüne ihtiyaç vardır. Cihazın mekanik olarak sert olduğu da bilinmektedir. Örneğin, dönüştürücüye 15 kiloN'lik bir kuvvet verilirse, sadece maksimum 0,002 mm'ye sapabilir. Ancak çıkış cevabı 100KiloHz kadar yüksek olabilir. Bu, cihazın dinamik ölçüm için en uygun olduğunu kanıtlar.
Şekil, bir katı baz ve kuvvet toplama elemanı arasına sokulan bir piezoelektrik kristal ile geleneksel bir piezoelektrik dönüştürücüyü göstermektedir. Basınç portuna bir kuvvet uygulanırsa, kuvvet toplama elemanına aynı kuvvet düşer. Böylece kristalin özelliği nedeniyle bir potansiyel farkı ortaya çıkacaktır. Üretilen voltaj uygulanan kuvvetin büyüklüğü ile orantılı olacaktır.
Piezoelektrik Dönüştürücü
Piezoelektrik Dönüştürücü basıncı ölçebilir aynı şekilde Kuvvet ya da ivme ölçülebilir. Düşük basınç ölçümü için, olası titreşim miktarı telafi edilmelidir. Basınç ölçme kuvartz disk yığını, bir diyaframdan geçen basınca bakar ve bu yığının diğer tarafında, dengeleyici kütlenin ardından dengeleyici bir kuvars bulunur.
Uygulamalar
1. Mükemmel frekans cevabı nedeniyle, normalde ivme, yerçekimi ağırlığı başına (1-30) mV mertebesinde bir ivmeölçer olarak kullanılır.
2. Cihaz genellikle, her iki tansiyon ve sıkıştırma kuvveti ölçümleri yapılabilmesi için, bir ön gergi civatası olarak kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
3. Kuvvet, basınç ve deplasman ölçümü için kullanılabilir voltaj açısından.
Avantajları
1. Çok yüksek frekans cevabı.
2. Kendini üreten, dolayısıyla harici kaynağa gerek yok.
3. Küçük boyutları ve büyük ölçüm aralığı gibi kullanımı basit.
4. Baryum titanat ve kuvars istenilen herhangi bir şekil ve biçimde yapılabilir. Aynı zamanda büyük bir dielektrik sabiti vardır. Kristal eksen, yön yönünü yönlendirerek seçilebilir.
Bir LTRASONIC dönüştürücü Uygulamalarınıza göre uyarlanabilir, uygun tiple uyumlu ve size profesyonel bir çözüm sunabilir.
