Cảm biến áp suất
là cảm biến được sử dụng phổ biến nhất trong thực tế công nghiệp. Nó được sử dụng rộng rãi trong các môi trường tự động hóa công nghiệp khác nhau, liên quan đến bảo tồn nước và thủy điện, giao thông đường sắt, các tòa nhà thông minh, tự động hóa sản xuất, hàng không vũ trụ, quân sự, hóa dầu, giếng dầu, năng lượng điện, tàu thủy, máy công cụ, đường ống và nhiều ngành công nghiệp khác, sau đây giới thiệu tóm tắt một số nguyên lý cảm biến phổ biến và ứng dụng của chúng. Một cảm biến áp suất y tế khác.
Nó là một trong những cảm biến được sử dụng phổ biến nhất trong thực tế công nghiệp. Nói chung, đầu ra của cảm biến áp suất thông thường là tín hiệu tương tự. Tín hiệu tương tự là tín hiệu liên tục có các tham số thông tin nằm trong một phạm vi nhất định. Hoặc trong một khoảng thời gian liên tục, đại lượng đặc trưng của thông tin đại diện của nó có thể được trình bày dưới dạng tín hiệu của bất kỳ giá trị nào tại bất kỳ thời điểm nào. Cảm biến áp suất mà chúng ta thường sử dụng chủ yếu được làm bằng hiệu ứng áp điện, và những cảm biến như vậy còn được gọi là cảm biến áp điện.
Chúng ta biết rằng tinh thể là dị hướng và vô định hình là đẳng hướng. Khi một số môi trường kết tinh bị biến dạng bởi lực cơ học theo một hướng nhất định, hiệu ứng phân cực xảy ra; Khi lực cơ học bị loại bỏ, nó sẽ trở lại trạng thái không tích điện, tức là khi bị áp suất, một số tinh thể này có thể tạo ra một hiệu ứng điện, được gọi là hiệu ứng phân cực. Các nhà khoa học đã phát triển một cảm biến áp suất dựa trên hiệu ứng này.
Các vật liệu áp điện chủ yếu được sử dụng trong cảm biến áp điện bao gồm thạch anh, kali natri tartrat và amoni dihydrogen photphat. Trong số đó, thạch anh (silicon dioxide) là một tinh thể tự nhiên, và hiệu ứng áp điện được tìm thấy trong tinh thể này. Trong một phạm vi nhiệt độ nhất định, tính chất áp điện luôn tồn tại, nhưng sau khi nhiệt độ vượt quá phạm vi này, tính chất áp điện hoàn toàn biến mất (nhiệt độ cao này được gọi là "điểm Curie"). Kể từ khi điện trường thay đổi một chút với sự thay đổi của ứng suất (có nghĩa là, hệ số áp điện tương đối thấp), thạch anh dần dần được thay thế bằng các tinh thể áp điện khác. Còn kali natri tartrat có độ nhạy áp điện và hệ số áp điện rất lớn, tuy nhiên nó chỉ có thể thi công trong môi trường nhiệt độ phòng và độ ẩm thấp. Dihydro photphat là một tinh thể nhân tạo có mật độ tương đối là 1,80 và điểm nóng chảy là 190 độ. Nó có thể chịu được nhiệt độ cao và độ ẩm tương đối cao và ổn định trong không khí. Độ tan trong nước ở nhiệt độ thường (20 độ) là 37,4g, ít tan trong etanol và không tan trong axeton nên đã được sử dụng rộng rãi. Hiện tại, hiệu ứng áp điện cũng được áp dụng cho các vật liệu đa tinh thể, chẳng hạn như gốm áp điện hiện tại, bao gồm gốm áp điện bari titanate, PZT, gốm áp điện niobate, gốm áp điện niobate chì magie, và các loại tương tự.
Hiệu ứng áp điện là nguyên lý làm việc chính của cảm biến áp điện, và cảm biến áp điện không thể dùng để đo tĩnh, vì điện tích sau ngoại lực chỉ được lưu khi mạch vòng có trở kháng đầu vào vô hạn. Điều này không đúng trong thực tế, vì vậy điều này xác định rằng cảm biến áp điện chỉ có thể đo ứng suất động.
Cảm biến áp điện chủ yếu được sử dụng trong phép đo gia tốc, áp suất và lực. Gia tốc kế áp điện là một loại gia tốc kế thường được sử dụng. Nó có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và tuổi thọ lâu dài. Máy đo gia tốc áp điện đã được sử dụng rộng rãi trong đo độ rung và chấn động của máy bay, ô tô, tàu thủy, cầu và các tòa nhà, đặc biệt là trong lĩnh vực hàng không và vũ trụ. Cảm biến áp điện cũng có thể được sử dụng để đo áp suất đốt cháy và đo chân không bên trong động cơ. Nó cũng có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp quân sự, ví dụ, nó được sử dụng để đo sự thay đổi của áp suất buồng và áp suất sóng xung kích của họng súng tại thời điểm đạn súng được bắn ra trong buồng. Nó có thể được sử dụng để đo cả áp suất lớn và nhỏ.
Cảm biến áp điện cũng được sử dụng rộng rãi trong các phép đo y sinh. Ví dụ, micro catheter tâm thất được làm bằng cảm biến áp điện. Do việc đo áp suất động rất phổ biến nên ứng dụng của cảm biến áp điện rất rộng rãi.
Ngoài cảm biến áp điện, cũng có cảm biến áp điện được tạo ra bằng cách sử dụng hiệu ứng áp, cảm biến biến dạng sử dụng hiệu ứng biến dạng, v.v. Các cảm biến áp suất khác nhau này sử dụng các hiệu ứng khác nhau và vật liệu khác nhau và có thể phát chúng trong những trường hợp khác nhau. sử dụng duy nhất.
