Тензочувствительные пьезоэлектрические датчики силы

Датчики

Тензочувствительные пьезоэлектрические датчики силы основаны на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта, состоящего в том, что при давлении на некоторые кристаллические тела, называемые пьезоэлектриками, на поперечных гранях этих тел возникают электрические заряды, т.е. ЭДС постоянной полярности. Если не сжимать, а растягивать пьезоэлектрик, то ЭДС изменяет полярность. Пьезоэлектрики также обладают обратным пьезоэффектом — от воздействия ЭДС пьезоэлементы упруго расширяются или сжимаются в зависимости от полярности ЭДС. Пьезоэлектриками являются некоторые кристаллы (например, кварц и сегнетова соль), а также специальные пьезокерамические материалы (например, титанат бария). Интенсивность прямого и обратного пьезоэффектов зависит от направления механической силы или электрического поля относительно осей кристалла. В практике используют пьзоэлементы в виде прямоугольных или круглых пластинок, цилиндров и колец, вырезанных с учетом осей кристаллов. Пьезоэлектрический датчик силы (рис. 6.5.2, б) содержит два пьезоэлемента, повёрнутых так, что на разделяющей их прокладке из металлической фольги образуются положительные заряды относительно металлического корпуса при давлении силы F на плунжер датчика. Пьезоэлементы включены параллельно, что вдвое повышает мощность выходного электрического сигнала, но из-за большого внутреннего сопротивления кристаллов для получения достаточного выходного тока применяют электронные усилители с высоким входным сопротивлением.