¿Cómo usar un transductor piezoeléctrico?
Nos enfrentamos a diversas situaciones en las que tenemos que medir cantidades físicas como el estrés mecánico aplicado en metales y los niveles de temperatura en nuestra vida diaria. Para todas estas aplicaciones, necesitamos un dispositivo que pueda medir estas cantidades desconocidas en unidades y calibraciones que nos sean familiares. Uno de esos dispositivos que es muy útil para nosotros es el transductor piezoeléctrico. Un transductor piezoeléctrico es un tipo de transductor que es común en nuestra vida. ¿Te preguntas cómo usar un transductor piezoeléctrico?
2023-04-04
Nos enfrentamos a diversas situaciones en las que tenemos que medir cantidades físicas como el estrés mecánico aplicado en el metal y los niveles de temperatura en nuestra vida diaria. Para todas estas aplicaciones necesitamos un dispositivo que pueda medir estas cantidades desconocidas en unidades y calibraciones familiares para nosotros. Uno de esos dispositivos que es más útil para nosotros es el transductor piezoeléctrico. Un transductor piezoeléctrico es un tipo de transductor, que es común en nuestra vida. ¿Te preguntas cómo usar untransductor piezoeléctrico?
1. ¿Cuáles son los tipos de transductores piezoeléctricos?
2. ¿Cómo usar un transductor piezoeléctrico?
3. ¿Cuáles son las aplicaciones de los transductores piezoeléctricos?
¿Cuáles son los tipos de transductores piezoeléctricos?
1. Sensor de fuerza piezoeléctrico: El elemento piezoeléctrico en sí es un elemento sensible a la fuerza. La clave para usar el elemento piezoeléctrico para hacer un sensor de conversión de fuerza a electricidad es seleccionar un material piezoeléctrico adecuado, el método de deformación, el número de obleas que están en serie o en paralelo mecánicamente, el tamaño geométrico de las obleas y la estructura de transmisión de fuerza razonable. El método de deformación del elemento piezoeléctrico es el más conveniente para usar la deformación de espesor del efecto piezoeléctrico longitudinal, y la elección del material piezoeléctrico depende del rango de la fuerza medida, la precisión de la medición y las condiciones del entorno de trabajo.
2. Sensor de presión piezoeléctrico: La mayoría de los sensores de presión piezoeléctricos se fabrican utilizando el efecto piezoeléctrico positivo. El efecto piezoeléctrico positivo se refiere a cuando el cristal es sometido a una fuerza externa en una dirección determinada, ocurre polarización eléctrica dentro del cristal, y se generan cargas de signos opuestos en dos superficies al mismo tiempo; cuando se retira la fuerza externa, el cristal vuelve a un estado no cargado. Cuando la dirección de la fuerza externa cambia, la polaridad de la carga también cambia; la cantidad de carga generada por el cristal es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza externa.
3. Sensor de aceleración piezoeléctrico: un transductor piezoeléctrico que utiliza la fuerza inercial de la masa para medir la aceleración del movimiento de un objeto. Para obtener una mayor sensibilidad, la fuerza inercial mostrada por la masa de medición al acelerar con el objeto medido se utiliza generalmente para determinar su aceleración. En el caso de masa constante, el valor de aceleración se puede obtener midiendo la fuerza inercial. El transductor piezoeléctrico está compuesto por una carcasa, una masa, un elemento sensible a la fuerza, que es el elemento piezoeléctrico, y un resorte que limita el movimiento relativo entre la masa y la carcasa.
¿Cómo usar un transductor piezoeléctrico?
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Usar un sensor piezoeléctrico es la tarea más simple, solo conecta los terminales positivo y negativo al circuito y presiona la parte superior del transductor piezoeléctrico. Debido a la presión mecánica, generará un voltaje en la salida al presionar, que se alimentará posteriormente al circuito. Puedes conectar simplemente el LED al sensor piezoeléctrico como se muestra en el circuito a continuación. Cada vez que presiones el transductor piezoeléctrico, el LED parpadeará.
El transductor piezoeléctrico es un sensor típico autogenerador. Es un sensor cuyo principio de conversión es el efecto piezoeléctrico que genera carga eléctrica en la superficie de ciertos cristales después de ser forzados. Algunos cristales, cuando son sometidos a una fuerza externa en una dirección determinada, ocurre polarización interna, y se generan cargas de signos opuestos en dos superficies al mismo tiempo. Cuando se retira la fuerza externa, vuelve a un estado no cargado. Cuando la dirección de la fuerza cambia, la polaridad de la carga también cambia, y la cantidad de carga producida por el cristal es proporcional a la magnitud de la fuerza externa. El fenómeno anterior se llama efecto piezoeléctrico positivo. El transductor piezoeléctrico se fabrica principalmente a partir del efecto piezoeléctrico positivo de los materiales piezoeléctricos.
¿Cuáles son las aplicaciones de los transductores piezoeléctricos?
1. Dispositivo de alarma de ruptura de vidrio: Pega la película de medición de vibración piezoeléctrica de polímero en el vidrio, puedes sentir la vibración que se emitirá cuando el vidrio se rompa, y transmitir la señal de voltaje al sistema de alarma centralizado. Los transductores piezoeléctricos solo se pueden usar para mediciones dinámicas. La carga generada por la fuerza externa que actúa sobre el elemento piezoeléctrico solo se puede almacenar sin fugas, es decir, el circuito de medición necesita tener una impedancia de entrada infinita, lo cual es en realidad imposible.
2. Sistema de alarma perimetral piezoeléctrico: Los cables piezoeléctricos largos enterrados en la capa superficial del suelo pueden actuar como un micrófono o escucha subterránea distribuida. Puede detectar el caminar de las personas dentro de un rango de decenas de metros. También puede procesar señales para vehículos con ruedas o de oruga.
3. Monitoreo del tráfico: Los cables piezoeléctricos de polímero enterrados en la carretera, puedes obtener información de clasificación de vehículos, monitoreo de velocidad de vehículos, escalas de estaciones de peaje, captura de luces rojas, monitoreo de áreas de estacionamiento y recopilación de información de datos de tráfico.
4. Sensor de aceleración de vibración piezoeléctrico: El sensor de aceleración se puede usar para juzgar la colisión del automóvil, de modo que el airbag pueda inflarse rápidamente, salvando así vidas. También se puede instalar en la pared lateral del cilindro para intentar hacer que el momento de ignición se acerque a la zona de golpeteo sin golpear, pero también puede hacer que el motor produzca tanto torque como sea posible.
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