Piezoelektrische Fühler - Quarz gegen keramisches

December 27, 2021

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Nutzen und Anwendungen

Im Laufe der Jahre hat es viel Diskussion über den Verdiensten des Vorwählens entweder des Quarzes oder das keramisch als der Fühler für einen piezoelektrischen Beschleunigungsmesser gegeben. Diesen Monat wiederholen wir den Nutzen von jedem, zusammen mit dem Zitieren der bestimmten Anwendungen, in denen entweder man oder der andere übertrifft….Wortspiel?

Zuerst weg, ist Quarz lang für seinen Nutzen des Seins natürlich piezoelektrisch erkannt worden. Als solches weist er die beste Langzeitstabilität jedes piezoelektrischen Abfragungsmaterials auf. Quarz weist keinen Pyro-elektrischen Ertrag auf und hat einen kleinen stabilen thermischen Koeffizienten. Die niedrige Kapazitanz des Quarzes gibt ihm einen Hochspannungsertrag (V=Q/C). Mit hohem Ausschuss dieses ist tatsächlich warum die meisten dynamischen Quarzkraft-Sensoren wirklich von ihrer Empfindlichkeit des offenen Stromkreises vermindert werden (über einer 1,3 volt-/lbkraft).

Die meisten häufig Quarz wird nicht an den höheren Temperaturen laufen gelassen, weil es andere piezoelektrische keramische Materialien gibt, die an ihrem höheren Gebührenertrag passenderes liegen. Einmal es gibt auch einen etwas höheren Geräuschboden in der Spannungsoperation wegen des MosFET-Verstärkers, der für die interne Widerstandumwandlung benutzt wird, die einen höheren Geräuschboden als die typischen inländischen Abgaben hat, die J-FET Verstärker umwandeln. Die Geräusche können etwas höheres passendes auch sein die Tatsache, dass die Widerstände, die benutzt werden, um Zeitkonstante einzustellen, normalerweise größer als verantwortliche verstärkte Systeme sind. Abschließende Beschränkungen im Quarz werden über begrenzte Schnitte und Geometrie für natürliche Polarisation, IE kein ringförmiger Scherquarz zentriert.

Quarzfühler finden hervorragende Anwendungen im folgenden:

  • Dynamische Kalibrierungsreferenzstandards wegen der hervorragenden Langzeitstabilität
  • Viel thermisch aktiv und Rad gefahren Umwelt wie kälteerzeugend, auch Umweltbelastung Siebung (ESS)/in hohem Grade beschleunigt Leben Test (HALT)/in hohem Grade beschleunigter Druck-Schirm (HASS)
  • Dynamische Kraft-Sensoren der einzelnen und dreiachsigen Konfiguration
  • Staudruck in der aktiven Umwelt wie Turbinenverbrennungsinstabilität und im Luftstrom in den Windkanälen über Tragflächen.

Wenn es um keramische piezoelektrische Abfragungsmaterialien, die der Schlüsselnutzen im kontrollierbaren Polarisationsprozeß ist, (IE geht polykristalline Elemente in eine Vielzahl von Formen/von Geometrie gemacht werden können) und die hohe Gebühr verstärkte Ertrag. Die Kopplung der Piezokeramik mit lärmarmen J-FET internen Verstärkern versieht hervorragende Entschließung mit den Geräuschböden, die wie die so niedrig sind, die auf den Gebührenbeschleunigungsmessern gefunden werden, die zu den typischen Kabellängen verbunden werden, die an einen Laborgrad-Gebührenverstärker angeschlossen werden. Alles, das, der Geräuschboden von Gebühren-Sensoren mit eingebauter Elektronik gleich ist-, ist niedriger als mit einem externen Gebührenverstärker. Geräusche basieren auf der Gesamtkapazitanz, die durch Rückwirkungskapazität geteilt wird. Die Gesamtkapazitanz eines Systems mit einem externen Gebührenverstärker erhöht sich wegen der Kapazitanz des Kabels zwischen dem Sensor und der externen Gebührenamp. Vor kurzem, ist Spezialitätenkeramik für Betriebsumgebungen der hohen Temperatur wie die eingeführt worden, die in der Turbinentriebwerkoperation gefunden werden.

Für Beschränkungen gibt es etwas weniger Langzeitstabilität und einen höheren thermischen Koeffizienten mit Keramik als Quarz (obwohl etwas Keramik-Annäherungsquarz der hohen Temperatur). Zusätzlich die pyroelectric Empfindlichkeit von Keramikgrenzen sein Gebrauch in bestimmten Explosions-/Schockanwendungen. Da die Elemente als Teil des Herstellungsverfahrens polarisiert werden, ist es zwingend, dass der Sensor-Verkäufer für Qualität und Zuverlässigkeit wiederholt und vertraut wird.

Wegen der Kombination der lärmarmen, leichten und flexiblen Geometrie, finden keramische basierte Fühler hervorragende Anwendungen herein:

  • Lärmarme verstärkte Operation des Bodens interne ICP Gebühr
  • Universelle Schwingungsmessung
  • Niedriges Kosten die modalen/Automobil-Reihenbeschleunigungsmesser NVH/Aircraft GVT, in denen niedrige Signalpegel mit langen Kabeldurchführungen der Normalbetrieb sind
  • Spezialitätenluftfahrtanwendungen, die an der hohen Temperatur (bis 900 Grad F, funktionieren)

Während diese einige der Richtlinien für Auswahl, am Ende sind, es immer subtile Besonderen zu Ihren dynamischen Anwendungen und zu den verschiedenen Abfragungsarten geben. Beratung mit einem erfahrenen Feldanwendungsingenieur oder einem Fabrikanwendungsspezialisten ist die beste Weise, zu garantieren, dass Sie den rechten Sensor für Ihren Bedarf vorwählen.