Пьезоэлектрические датчики.

• Указать назначение пьезоэлектрического датчика.

• Изобразить схему пьезоэлектрического датчика.

• Описать принцип работы.

Ответ

Схема пьезоэлектрического датчика.

Пьезоэлектрические датчик используются для измерения сил, давления, вибраций и для других измерений, в которых проявляются силовые воздействия.

Пьезоэлектрические датчики для измерения сил представляют собой кварцевую пластину 1 (рисунок). С двух ее напылены или приклеены токопроводящим клеем электроды 2, с которых снимается выходное напряжение.

Два электрода и кварцевый диэлектрик образуют конденсатор, на электродах которого присутствуют электрические заряды, возникающие вследствие прямого пьезоэлектрического эффекта при сжатии кварцевой пластины силой Р.

Электрический заряд пропорционален сжимающей силе: Q = αP, где α – коэффициент пропорциональности, называемый пьезомодулем. Под действием изменяющейся силы Р на электродах появляется выходное напряжение U_вых. Выходное напряжение датчиков изменяется от единиц милливольт, то единиц вольт.

-емкость датчика (конденсатора, образованного электродами и кварцевым диэлектриком)

-емкость монтажа.

Отсюда видно, что зная , можно определить силу Р. Если Р постоянна, то =0.

Эти датчики безинерционны. Для усиления необходимо применять усилитель с очень большим входным сопротивлением.