Transduttur Piezoelèktriku: Aplikazzjonijiet użu & Prinċipju ta' funzjonament
X’hu Huwa Il-Piezoelectric Transducer
Il-piezoelectric transducer (jekk ukoll magħruf bħala piezoelectric sensor) huwa dispożitiv li jistenna l-effett piezoelectric biex jimmisla tiftix fil-azzelarazzjoni, pressjoni, stress, temperatur jew forza minn tramit tal-konverżjoni ta' din l-enerġija fi karriġ elettriku.
Il-transducer jista' jiġi konsidrat bħal quddiem tal-enerġija minn forma għal oħra. Il-material piezoelectric huwa speċju ta' transducer. Meta nispajja dan il-material piezoelectric jew napplikaw forza jew pressjoni, it-transducer jikkonverti din l-enerġija fivoltagġ. Dan il-voltagġ huwa funzjoni tal-forza jew pressjoni applikata lilu.
Il-voltagġ elettriku prodott mill-piezoelectric transducer jista' jintqaddem bmod ġenerali bl-instrumenti tal-misjur tal-voltagġ. Skont li dan il-voltagġ jkun funzjoni tal-forza jew pressjoni applikata, nistgħu inferru x'taħtiet il-forza/jipressjoni mill-qariġ tal-voltagġ. Fl-mod hekk, inkwantità fisika kif l-azzelarazzjoni mekanika jew forza jistgħu jintqaddmu direttament permezz ta' piezoelectric transducer.
Piezoelectric Actuator
Il-piezoelectric actuator jagħmel fil-mod invers tar-piezoelectric sensor. Huwa dawk fejn l-effett elettriku se jgħadil il-material biex jdeformu, jiġifieri jispajja jew jinfleta.
Din tifieħ li fl-piezoelectric sensor, meta tfors applikata biex tispajja jew tinflita, jingeneraw potenzjal elettriku u fil-mod invers, meta fil-piezoelectric actuator, potenzjal elettriku applikat, huwa deformat, jiġifieri jispajja jew jinfleta.
Il-piezoelectric transducer ikonsisti mill-kristall tal-quartz, miffornit mis-silicon u l-oksidu organizzati fid-dinamika kristallina (SiO2). F'dak il-komuni, l-unità tas-silġ (l-unika repituta) tal-kull kristall hi simmetrika, iżda fil-piezoelectric quartz kristall, mhux hekk. Il-kristalli piezoelectric huma neutrali elettrikament.
L-atomi fit-tafal talhom jistgħu ma jkunu simmetriji, iżda l-karriġi elettriki tagħhom huma bilanżati, jiġifieri l-karriġi pożittivi jħassnu l-karriġi negattivi. Il-kristall tal-quartz għandu l-propjetà unika ta' jinkiteb polariet elettrika meta stress mekaniku applikat lilu fuq pjan partikular. B'mod bażiku, hemm żewġ tipi ta' stress. L-ewwel huwa l-stress kompressiv u is-silġ huwa l-stress tensil.
Meta ma jkunx hemm stress fuq il-quartz mhux indutt karriġi fuqha. Fil-każ tal-stress kompressiv, karriġi pożittivi jinduttaw fuq parti waħda u karriġi negattivi jinduttaw fuq parti l-oħra. Is-saħħa tal-kristall tigħaddi thinni u tlenġi minħabba l-stress kompressiv. Fil-każ tal-stress tensil, l-indutti karriġi jiġu invertiti skont l-stress kompressiv u l-kristall tal-quartz jgħaddi qas u tlenġi.
Il-piezoelectric transducer huwa mbasul fuq il-prinċipju tal-effett piezoelectric. Il-kelma piezoelectric tintwieda mill-kelma Greka piezen, li tfisser spajja jew ippreż. L-effett piezoelectric jaffermi li meta tfors mekaniku jew forza applikata fuq kristall tal-quartz, jingeneraw karriġi elettriku fuq is-silġ tal-kristall. L-effett piezoelectric discovera minn Pierre u Jacques Curie. L-rate ta' karriġi prodotti tkun proporzjonali lill-rate ta' tiftix fil-stress mekaniku applikat. Aqwa jkun il-stress, aqwa jkun il-voltagġ.
Wahed mill-karatteristiċi unika tal-effett piezoelectric huwa li huwa reversibbili, jiġifieri meta voltagġ applicat, huwa jistenna bidla dimensioni fuq pjan partikular, jiġifieri struttura kristallina tal-quartz immetta f'kamp elettriku, se deformaq kristall tal-quartz bi ammont proporzjonali lill-forza tal-kamp elettriku. Jekk l-istess struttura metta f'kamp elettriku b'direzzjoni tal-kamp inverstit, id-deformazzjoni se tkun l-oppost.
Il-kristall tal-quartz jgħaddi tlenġi minħabba l-kamp elettriku applikat
Il-kristall tal-quartz jgħaddi qas minħabba l-kamp elettriku applikat f'direzzjoni inverstit.
Huwa transducer self-generating. Ma jirridx sors tal-voltagġ elettriku għad-dinjien. Il-voltagġ elettriku prodott mill-piezoelectric transducer varja linearment mal-stress jew forza applikata.
Il-piezoelectric transducer għandu sensibilità għoli. Għalhekk, huwa jirreżulta bħala sensor u jistenna fil-lanġas użat minħabba l-frequenza ta' risposta eċċellenza. L-effett piezoelectric huwa użat f'diversi applikazzjonijiet li involvux il-prodotti u detektar tas-silġ, generazzjoni tal-frekwenza elettronika. Huwa jirreżulta bħala sorg ta' ignizzjoni għal cigarette lighter u użat f'sonar, mikrofon, misur tal-forza, pressjoni, u displaċament
Aplikazzjonijiet tal-Materiali Piezoelectric
Użand materiali piezoelectric, it-trasduders piezoelectric jistgħu jiġu użati f'diversi aplikazzjonijiet, inkluż:
Fil-mikrofoni, il-pressjoni tas-silġ tikkonverti f'segnal elettriku u dan is-signal infine jingħatax biex jiprodosu silġ akbar.
Il-cinturi tal-auto jiekku f'respuns għal deċelerazzjoni rapidament jkun ukoll użat b'mezzu materjal piezoelectric.
Huwa ukoll użat fid-diagnostika medika.
Huwa użat fl-electric lighter użat fit-kċina. Il-pressjoni fatta fuq is-sensor piezoelectric tikkrejja segnal elettriku li infine jikkażża l-flash biex jkun l-anġas.
Humma użati għal studjar shock waves u blast waves ta' high-speed.
Użat fid-trattament tat-tilgħit.
Użat f'printers Inkjet
Ukoll użat fir-restaurants jew aeroporti meta persuna tħallas fil-bieb u l-bieb tiftaħ automatikament. Fil-konċett użat, meta persuna hija qrib mill-bieb, pressjoni tiġi applicata mill-pes persuna fuq is-sensors minħabba l-effett elettriku jkun prodott u l-bieb tiftaħ automatikament.
Eżempji ta' Materiali Piezoelectric
Il-materiali huma :
Barium Titanate.
Lead zirconate titanate (PZT).
Rochelle salt.
Il-Piezoelectric Ultrasonic Transducer
Huwa jiproduċi frequenzi li huma barra mill-iskop tal-ascoltu tal-orecchi umani. Huwa jispajja u jinfleta rapidament meta soġġit għal voltagġ. Tipikament użat fil-cleaner ta' vacuum.
Piezo Buzzer
Buzzer huwa quddiem li jiprodus tilġit. Huma mgħadda minn circuit elettroniku oscillanti. Element piezoelectric jista' jkun mgħadda minn circuit elettroniku oscillanti jew allura sors tal-signal audio, mgħadd
