Pretvarač pritiska i transmiter pritiska
Senzor služi za pretvaranje fizičke veličine koja se mjeri u drugu fizičku veličinu koja se može očitati i obraditi. U modernom upravljanju ova fizička veličina je električni signal; Predajnik treba da konvertuje primarne električne signale senzora u standardne električne signale, kao što su strujni signali od 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, naponski signali od 0 -- 10V, {{3} }V. Primarni senzor pritiska je milivoltna promjena signala uzrokovana pritiskom. Ako senzor ima krug za pojačavanje i oblikovanje za izlaz standardnog strujnog ili naponskog signala, takav senzor se može nazvati i transmiterom pritiska; Naziv transmitera pritiska je relativan prema onom ranih senzora pritiska koji emituju milivoltne signale. Većina modernih senzora pritiska ima direktan izlaz standardnih signala, tako da je moguće integrisati trenutne senzore pritiska i transmitere pritiska.
princip
Senzor pritiska koji obično koristimo uglavnom je napravljen od piezoelektričnog efekta, koji se još naziva i piezoelektrični senzor.
Kao što znamo, kristal je anizotropan, dok je amorfan izotropan. Kada se neki kristalni medij deformiše mehaničkom silom u određenom pravcu, javlja se efekat polarizacije; Kada se mehanička sila ukloni, on će se ponovo vratiti u nenabijeno stanje, to jest, kada su pod pritiskom, neki kristali mogu proizvesti električni efekat, koji se naziva efekt polarizacije. Prema ovom efektu, naučnici su razvili senzor pritiska.
Glavni piezoelektrični materijali koji se koriste u piezoelektričnim senzorima uključuju kvarc, kalijum natrijum tartarat i dihidroamonijum fosfat. Među njima, kvarc (silicijum dioksid) je prirodni kristal. Piezoelektrični efekat se nalazi u ovom kristalu. Unutar određenog temperaturnog raspona piezoelektrična svojstva uvijek postoje, ali izvan ovog raspona piezoelektrična svojstva potpuno nestaju (ova visoka temperatura je tzv. „Kurijeva tačka“). Kako se električno polje neznatno mijenja s promjenom naprezanja (to jest, piezoelektrični koeficijent je relativno nizak), kvarc se postepeno zamjenjuje drugim piezoelektričnim kristalima. Kalijum natrijum tartarat ima veliku piezoelektričnu osetljivost i piezoelektrični koeficijent, ali se može koristiti samo na sobnoj temperaturi i niskoj vlažnosti. Dihidroamonijum fosfat je veštački kristal, koji može da izdrži visoke temperature i prilično visoku vlažnost
Široko se koristio.
Trenutno se piezoelektrični efekat također primjenjuje na polikristale, kao što je trenutna piezoelektrična keramika, uključujući piezoelektričnu keramiku od barij titanata, PZT, niobatnu piezoelektričnu keramiku, piezoelektričnu keramiku od olovnog magnezija niobata i tako dalje.
Piezoelektrični efekat je glavni princip rada piezoelektričnog senzora. Piezoelektrični senzor se ne može koristiti za statičko mjerenje, jer se naboj nakon djelovanja vanjske sile može sačuvati samo kada kolo ima beskonačnu ulaznu impedanciju. To nije slučaj u praksi, pa piezoelektrični senzor može mjeriti samo dinamičko naprezanje.
Piezoelektrični senzori se uglavnom koriste u mjerenju ubrzanja, pritiska i sile. Piezoelektrični akcelerometar je uobičajeni akcelerometar. Korisni model ima prednosti jednostavne strukture, male zapremine, male težine, dugog veka trajanja itd. Piezoelektrični akcelerometar se široko koristi u merenju vibracija i udara aviona, automobila, brodova, mostova i zgrada, posebno u vazduhoplovstvu i svemirska polja. Piezoelektrični senzori se takođe mogu koristiti za merenje pritiska unutrašnjeg sagorevanja i stepena vakuuma motora. Može se koristiti i u vojnoj industriji, na primjer, za mjerenje promjene tlaka u otvoru i tlaka udarnog vala na njušci u trenutku kada je metak ispaljen u otvor. Može se koristiti za mjerenje velikih i malih pritisaka.
Piezoelektrični senzori se također široko koriste u biomedicinskim mjerenjima. Na primjer, ventrikularni kateterski mikrofoni su napravljeni od piezoelektričnih senzora. Budući da je mjerenje dinamičkog pritiska tako uobičajeno, piezoelektrični senzori se široko koriste