Transductor de presión y transmisor de presión
Sensor es convertir una cantidad física a medir en otra cantidad física que se pueda leer y procesar. En el control moderno, esta cantidad física es una señal eléctrica; El transmisor debe convertir las señales eléctricas primarias del sensor en señales eléctricas estándar, como señales de corriente de 4 -- 20mA, 0 -- 20mA, señales de voltaje de 0 -- 10V, {{3} }V. El sensor de presión principal es un cambio de señal de milivoltios causado por la presión. Si el sensor tiene un circuito de amplificación y configuración para emitir una señal estándar de corriente o voltaje, dicho sensor también puede denominarse transmisor de presión; El nombre del transmisor de presión está relacionado con el de los primeros sensores de presión que emiten señales de milivoltios. La mayoría de los sensores de presión modernos tienen señales estándar de salida directa, por lo que es posible integrar los sensores y transmisores de presión actuales.
principio
El sensor de presión que usamos generalmente está hecho principalmente de efecto piezoeléctrico, que también se llama sensor piezoeléctrico.
Como sabemos, el cristal es anisotrópico, mientras que el amorfo es isotrópico. Cuando algún medio cristalino es deformado por fuerza mecánica a lo largo de cierta dirección, ocurre el efecto de polarización; Cuando se elimina la fuerza mecánica, volverá nuevamente al estado sin carga, es decir, cuando están bajo presión, algunos cristales pueden producir un efecto eléctrico, que se denomina efecto de polarización. De acuerdo con este efecto, los científicos han desarrollado un sensor de presión.
Los principales materiales piezoeléctricos utilizados en sensores piezoeléctricos incluyen cuarzo, tartrato de sodio y potasio y fosfato de dihidroamonio. Entre ellos, el cuarzo (dióxido de silicio) es un cristal natural. El efecto piezoeléctrico se encuentra en este cristal. Dentro de un cierto rango de temperatura, siempre existen propiedades piezoeléctricas, pero más allá de este rango, las propiedades piezoeléctricas desaparecen por completo (esta alta temperatura es el llamado "punto de Curie"). Como el campo eléctrico cambia ligeramente con el cambio de tensión (es decir, el coeficiente piezoeléctrico es relativamente bajo), el cuarzo se reemplaza gradualmente por otros cristales piezoeléctricos. El tartrato de potasio y sodio tiene una gran sensibilidad piezoeléctrica y coeficiente piezoeléctrico, pero solo se puede usar a temperatura ambiente y baja humedad. El fosfato de dihidroamonio es un cristal artificial que puede soportar altas temperaturas y una humedad bastante alta.
Ha sido ampliamente utilizado.
En la actualidad, el efecto piezoeléctrico también se aplica a los policristales, como las cerámicas piezoeléctricas actuales, incluidas las cerámicas piezoeléctricas de titanato de bario, PZT, las cerámicas piezoeléctricas de niobato, las cerámicas piezoeléctricas de niobato de magnesio y plomo, etc.
El efecto piezoeléctrico es el principal principio de funcionamiento del sensor piezoeléctrico. El sensor piezoeléctrico no se puede utilizar para la medición estática, porque la carga después de haber sido accionada por una fuerza externa se puede guardar solo cuando el circuito tiene una impedancia de entrada infinita. Este no es el caso en la práctica, por lo que el sensor piezoeléctrico solo puede medir la tensión dinámica.
Los sensores piezoeléctricos se utilizan principalmente en la medición de la aceleración, la presión y la fuerza. El acelerómetro piezoeléctrico es un acelerómetro común. El modelo de utilidad tiene las ventajas de una estructura simple, volumen pequeño, peso ligero, larga vida útil, etc. El acelerómetro piezoeléctrico se ha utilizado ampliamente en la medición de vibraciones e impactos de aeronaves, automóviles, barcos, puentes y edificios, especialmente en la aviación y campos aeroespaciales. Los sensores piezoeléctricos también se pueden usar para medir la presión de combustión interna y el grado de vacío del motor. También se puede utilizar en la industria militar, por ejemplo, para medir el cambio de la presión del orificio y la presión de la onda de choque en la boca en el momento en que se dispara una bala en el orificio. Se puede utilizar para medir presiones grandes y pequeñas.
Los sensores piezoeléctricos también se utilizan ampliamente en la medición biomédica. Por ejemplo, los micrófonos de catéter ventricular están hechos de sensores piezoeléctricos. Debido a que medir la presión dinámica es tan común, los sensores piezoeléctricos se usan ampliamente