圧電水晶
水晶振動子は、それに加わる応力に比例した電圧を発生させることができる圧電材料です。 そのためには、天然水晶を一様な厚さの長方形または楕円形の薄板状に切断しなければならない。 各結晶は３組の軸 - 光学軸、互いに１２０度の３つの電気軸ＯＸ１、ＯＸ２、およびＯＸ３、ならびにまた互いに１２０度の３つの機械軸ＯＹ１、ＯＹ２およびＯＹ３を有する。 機械軸は電気軸に対して直角になります。 アプリケーションの水晶の性質を決定するいくつかのパラメータは、
・ 天然水晶からウェーハを切り出す角度
・ 板厚
・ プレートの寸法
・ 取り付け手段
圧電効果
圧電結晶のXY軸とその切断方法を下図に示します。
圧電結晶のXY軸
最大面に垂直な方向が、参照されるカット軸です。
電気軸（Ｘ軸）方向に電気的応力が加わると、当該Ｘ軸に垂直なＹ軸方向に機械的ひずみが生じる。 同様に、機械的ひずみがＹ軸に沿って与えられると、電荷は、Ｙ軸に対して直角であるＸ軸に垂直な結晶の面上に生成されるであろう。
圧電効果を引き継ぐ材料のいくつかは水晶、ロッシェル塩、チタン酸バリウムなどです。 これらの結晶の主な利点は、それらが高い機械的および熱的状態能力、高次の歪みに耐える能力、低い漏れ、および良好な周波数応答などを有することである。
下の図に示すように、圧電トランスデューサはいくつかのモードのうちの1つで動作できます。
圧電結晶
圧電トランスデューサ
圧電トランスデューサの主な原理は、水晶振動子に力が加わると水晶の表面に電荷が生じることです。 このようにして発生した電荷は、圧電性と呼ぶことができる。 ピエゾ電気は、特定の種類の結晶に対する機械的歪みによって生じる電気分極として定義することができます。 生成される電荷の割合は、入力として加えられた力の変化の割合に比例します。 生成される電荷は非常に小さいので、測定するのに十分大きい出力電圧を生成するために電荷増幅器が必要とされる。 この装置は機械的に堅いことも知られている。 例えば、15キロNの力がトランスデューサーに与えられた場合、それは最大0.002 mmまでたわむ可能性があります。 しかし、出力応答は100KHzまでの高さになる可能性があります。これは、このデバイスが動的測定に最適であることを証明しています。
この図は、固体ベースと力加算部材との間に挿入された圧電結晶を有する従来の圧電変換器を示す。 圧力が圧力ポートに加えられると、同じ力が力加算部材にかかる。 そのため、結晶の特性上、結晶に電位差が生じます。 発生する電圧は加えられる力の大きさに比例します。
圧電トランスデューサ
圧電トランスデューサーは 圧力 を測定できます 同じように 力 または 加速度 を測定 する ことができます。 低圧測定では、その量の振動を補正する必要があります。 圧力測定用石英ディスクスタックは ダイヤフラムを 介して圧力に面しています そしてこのスタックの反対側では、補償質量がそれに続いて補償石英が続く。
アプリケーション
その優れた周波数応答のために、それは加速度計として通常使用され、ここで出力は加速度の重力当たり（１−３０）ｍＶのオーダーである。
2. 装置は通常、引張力と圧縮力の両方を測定できるように、予張力ボルトとして使用するように設計されています。
3. 力、圧力および 変位 を測定するために使用することができます 電圧の面で。
利点
1. 非常に高い周波数特性
2. 自己生成するので、外部ソースは不要です。
3. 寸法が小さく、測定範囲が広いため、使用が簡単です。
チタン酸バリウムおよび石英は、任意の所望の形状および形態に製造することができる。 それはまた大きな誘電率を有する。 結晶軸は、配向方向を向けることによって選択可能である。
LTRASONICトランスデューサ 用途に合わせてカスタマイズすることができ、適切なタイプに合わせて、プロフェッショナルなソリューションを提供できます。
