Transdutor de pressão e transmissor de pressão
Sensor é converter uma grandeza física a ser medida em outra grandeza física que possa ser lida e processada. No controle moderno, essa quantidade física é sinal elétrico; O transmissor deve converter os sinais elétricos primários do sensor em sinais elétricos padrão, como sinais de corrente de 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, sinais de tensão de 0 -- 10V, {{3} }V. O sensor de pressão primário é uma mudança de sinal em milivolts causada pela pressão. Se o sensor tiver um circuito de amplificação e modelagem para emitir um sinal padrão de corrente ou tensão, esse sensor também pode ser chamado de transmissor de pressão; O nome do transmissor de pressão é relativo ao dos primeiros sensores de pressão que emitem sinais de milivolts. A maioria dos sensores de pressão modernos têm sinais padrão de saída direta, portanto, é possível integrar os sensores de pressão atuais e os transmissores de pressão.
princípio
O sensor de pressão que costumamos usar é feito principalmente de efeito piezoelétrico, que também é chamado de sensor piezoelétrico.
Como sabemos, o cristal é anisotrópico, enquanto o amorfo é isotrópico. Quando algum meio cristalino é deformado por força mecânica ao longo de uma determinada direção, ocorre o efeito de polarização; Quando a força mecânica é removida, ela volta ao estado sem carga novamente, ou seja, quando sob pressão, alguns cristais podem produzir um efeito elétrico, que é chamado de efeito de polarização. De acordo com este efeito, os cientistas desenvolveram um sensor de pressão.
Os principais materiais piezoelétricos usados em sensores piezoelétricos incluem quartzo, tartarato de sódio e potássio e fosfato de dihidroamônio. Entre eles, o quartzo (dióxido de silício) é um cristal natural. O efeito piezoelétrico é encontrado neste cristal. Dentro de uma determinada faixa de temperatura, as propriedades piezoelétricas sempre existem, mas além dessa faixa, as propriedades piezoelétricas desaparecem completamente (essa alta temperatura é o chamado "ponto de Curie"). Como o campo elétrico muda ligeiramente com a mudança de tensão (ou seja, o coeficiente piezoelétrico é relativamente baixo), o quartzo é gradualmente substituído por outros cristais piezoelétricos. O tartarato de sódio e potássio tem grande sensibilidade piezoelétrica e coeficiente piezoelétrico, mas só pode ser usado em temperatura ambiente e baixa umidade. O fosfato de dihidroamônio é um cristal artificial, que pode suportar alta temperatura e umidade bastante alta
Tem sido amplamente utilizado.
Atualmente, o efeito piezoelétrico também é aplicado a policristais, como cerâmicas piezoelétricas atuais, incluindo cerâmicas piezoelétricas de titanato de bário, PZT, cerâmicas piezoelétricas de niobato, cerâmicas piezoelétricas de niobato de chumbo e magnésio e assim por diante.
O efeito piezoelétrico é o principal princípio de funcionamento do sensor piezoelétrico. O sensor piezoelétrico não pode ser utilizado para medição estática, pois a carga após ser atuada por força externa pode ser salva somente quando o circuito possui impedância de entrada infinita. Este não é o caso na prática, então o sensor piezoelétrico só pode medir o estresse dinâmico.
Sensores piezoelétricos são usados principalmente na medição de aceleração, pressão e força. O acelerômetro piezoelétrico é um acelerômetro comum. O modelo de utilidade tem as vantagens de estrutura simples, pequeno volume, peso leve, longa vida útil, etc. Acelerômetro piezoelétrico tem sido amplamente utilizado na medição de vibração e impacto de aeronaves, automóveis, navios, pontes e edifícios, especialmente na aviação e campos aeroespaciais. Sensores piezoelétricos também podem ser usados para medir a pressão de combustão interna e o grau de vácuo do motor. Também pode ser usado na indústria militar, por exemplo, para medir a mudança da pressão do furo e a pressão da onda de choque no cano no momento em que uma bala é disparada no furo. Pode ser usado para medir pressões grandes e pequenas.
Sensores piezoelétricos também são amplamente utilizados em medições biomédicas. Por exemplo, microfones de cateter ventricular são feitos de sensores piezoelétricos. Como a medição de pressão dinâmica é tão comum, os sensores piezoelétricos são amplamente utilizados