Transducteur de pression et transmetteur de pression
Le capteur consiste à convertir une grandeur physique à mesurer en une autre grandeur physique qui peut être lue et traitée. Dans le contrôle moderne, cette grandeur physique est un signal électrique ; L'émetteur doit convertir les signaux électriques primaires du capteur en signaux électriques standard, tels que des signaux de courant de 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, des signaux de tension de 0 -- 10V, {{3} }V. Le capteur de pression principal est un changement de signal millivolt causé par la pression. Si le capteur comporte un circuit d'amplification et de mise en forme pour délivrer un signal de courant ou de tension standard, un tel capteur peut également être appelé transmetteur de pression ; Le nom du transmetteur de pression est relatif à celui des premiers capteurs de pression qui émettent des signaux millivolts. La plupart des capteurs de pression modernes émettent directement des signaux standard, il est donc possible d'intégrer les capteurs de pression et les transmetteurs de pression actuels.
principe
Le capteur de pression que nous utilisons habituellement est principalement constitué d'un effet piézoélectrique, également appelé capteur piézoélectrique.
Comme nous le savons, le cristal est anisotrope, tandis que l'amorphe est isotrope. Lorsqu'un milieu cristallin est déformé par une force mécanique dans une certaine direction, un effet de polarisation se produit; Lorsque la force mécanique est supprimée, elle reviendra à l'état non chargé, c'est-à-dire que lorsqu'elle est sous pression, certains cristaux peuvent produire un effet électrique, appelé effet de polarisation. Selon cet effet, les scientifiques ont développé un capteur de pression.
Les principaux matériaux piézoélectriques utilisés dans les capteurs piézoélectriques comprennent le quartz, le tartrate de potassium et de sodium et le phosphate de dihydroammonium. Parmi eux, le quartz (dioxyde de silicium) est un cristal naturel. L'effet piézoélectrique se retrouve dans ce cristal. Dans une certaine plage de température, les propriétés piézoélectriques existent toujours, mais au-delà de cette plage, les propriétés piézoélectriques disparaissent complètement (cette température élevée est ce que l'on appelle le "point de Curie"). Comme le champ électrique change légèrement avec le changement de contrainte (c'est-à-dire que le coefficient piézoélectrique est relativement faible), le quartz est progressivement remplacé par d'autres cristaux piézoélectriques. Le tartrate de potassium et de sodium a une grande sensibilité piézoélectrique et un coefficient piézoélectrique, mais il ne peut être utilisé qu'à température ambiante et à faible humidité. Le phosphate de dihydroammonium est un cristal artificiel, qui peut résister à des températures élevées et à une humidité assez élevée
Il a été largement utilisé.
À l'heure actuelle, l'effet piézoélectrique est également appliqué aux polycristaux, tels que les céramiques piézoélectriques actuelles, y compris les céramiques piézoélectriques au titanate de baryum, le PZT, les céramiques piézoélectriques au niobate, les céramiques piézoélectriques au niobate de plomb et de magnésium, etc.
L'effet piézoélectrique est le principe de fonctionnement principal du capteur piézoélectrique. Le capteur piézoélectrique ne peut pas être utilisé pour la mesure statique, car la charge après avoir été actionnée par une force externe ne peut être sauvegardée que lorsque le circuit a une impédance d'entrée infinie. Ce n'est pas le cas en pratique, donc le capteur piézoélectrique ne peut mesurer que la contrainte dynamique.
Les capteurs piézoélectriques sont principalement utilisés dans la mesure de l'accélération, de la pression et de la force. L'accéléromètre piézoélectrique est un accéléromètre courant. Le modèle d'utilité présente les avantages d'une structure simple, d'un petit volume, d'un poids léger, d'une longue durée de vie, etc. L'accéléromètre piézoélectrique a été largement utilisé dans la mesure des vibrations et des impacts des avions, des automobiles, des navires, des ponts et des bâtiments, en particulier dans l'aviation et domaines aérospatiaux. Des capteurs piézoélectriques peuvent également être utilisés pour mesurer la pression de combustion interne et le degré de dépression du moteur. Il peut également être utilisé dans l'industrie militaire, par exemple, pour mesurer le changement de pression d'alésage et la pression d'onde de choc au niveau de la bouche au moment où une balle est tirée dans l'alésage. Il peut être utilisé pour mesurer les grandes comme les petites pressions.
Les capteurs piézoélectriques sont également largement utilisés dans les mesures biomédicales. Par exemple, les microphones à cathéter ventriculaire sont constitués de capteurs piézoélectriques. Parce que la mesure de la pression dynamique est si courante, les capteurs piézoélectriques sont largement utilisés