Sensor de fuerza ternaria piezoeléctrico Zn - f3201

Sensor de fuerza ternaria piezoeléctrico Zn - f3201

Principio de funcionamiento

• Efecto físico central: basado en ciertos materiales (como cuarzo, cerámica piezoeléctrica pzt, polímero piezoeléctrico pvdf)Efecto piezoeléctrico positivo. Cuando una fuerza externa actúa sobre el sensor, el elemento sensible se deforma microscópicamente debido a la fuerza, y su interior se electrodos, produciendo cargas eléctricas positivas y negativas opuestas en ambas superficies, convirtiendo así la fuerza mecánica en una salida de señal eléctrica (carga o voltaje).

• Mecanismo de descomposición y medición de la Fuerza: para medir simultáneamente los tres componentes de fuerza en el espacio (fx, fy, fz), el interior del sensor suele adoptar un diseño estructural especial, que se divide principalmente en dos categorías:

• apilable: apilar varios grupos de elementos piezoeléctricos juntos. Uno de los grupos utiliza el efecto piezoeléctrico en la dirección del espesor para medir la Fuerza normal (fz), y los otros dos grupos utilizan el efecto de corte del espesor y la dirección es vertical entre sí para medir la fuerza de corte (fx, fy) en ambas direcciones, respectivamente.

• Distribuido: combinación de cuatro unidades piezoeléctricas dispuestas simétricamente (como una matriz plana o microcilíndrica) y una estructura de transmisión de fuerza (como una cabeza de transmisión de fuerza piramidal interceptada). Cuando se somete a una fuerza triaxial, la Fuerza normal (fz) hace que cuatro unidades produzcan cargas eléctricas de la misma polaridad y tamaño, mientras que la fuerza de corte (fx / fy) hace que una unidad lateral se tire y la otra se comprima, produciendo cargas eléctricas polares opuestas. Al calcular la suma y la diferencia de las cargas eléctricas de salida de las cuatro unidades, se pueden desacoplar las fuerzas en tres direcciones.

• Tipo de salida de señal:

• Tipo de carga eléctrica (pe): salida directa de la señal de carga, se necesita un amplificador de carga externa para convertirse en una señal de voltaje. Este tipo de sensores son adecuados para ambientes hostiles como altas temperaturas.

• Tipo de tensión (iepe): el sensor está integrado con un circuito microelectrónico en su interior, que puede exportar directamente señales de voltaje y es más conveniente de usar.

• Características clave de rendimiento:

• Alta respuesta dinámica: alta frecuencia natural (hasta más de 50 khz), muy adecuada para medir la fuerza de impacto instantánea, la vibración de alta frecuencia y la fuerza dinámica.

• Alta rigidez y alta estabilidad: el material piezoeléctrico en sí tiene una gran rigidez y una deformación muy pequeña bajo fuerza, por lo que la lineal y la estabilidad del sensor son buenas y el error de retraso es pequeño.

• Adaptabilidad ambiental amplia: el rango de temperatura de trabajo es extremadamente amplio (por ejemplo - 200 ° C a + 400 ° c), y es resistente a la radiación y la interferencia electromagnética, y puede adaptarse a diversas condiciones de trabajo adversas.

• Limitaciones de la medición estática: los sensores piezoeléctricos tradicionales tienen fugas de carga eléctrica y generalmente no pueden medir la fuerza estática real, pero a través de diseños especiales (como el uso de materiales pzt y el uso de modos específicos), también se puede lograr la medición de la fuerza cuasiestática.

• Principales áreas de aplicación

• Sensor de fuerza ternaria piezoeléctrico Zn - f3201

• Aeroespacial y defensa nacional:

• Prueba del túnel de viento: medir la aerodinámica y el momento en que el modelo del vehículo se somete al flujo de aire.

• Prueba del motor del cohete: Monitoreo en tiempo real de la vibración de empuje y la fuerza de impacto del motor.

• Análisis dinámico estructural: para pruebas de impacto y vibración de componentes de aeronaves.

• Automatización industrial y fabricación:

• Medición de la fuerza de corte y la fuerza de molienda: monitorear la fuerza de Corte durante el procesamiento en tiempo real en la máquina herramienta para optimizar los parámetros del proceso y monitorear el desgaste de la herramienta.

• Montaje de precisión: en la línea de montaje de piezas pequeñas como lentes de teléfonos móviles y rodamientos de precisión, se garantiza la fuerza de montaje de nivel 0.01n y la calidad del producto.

• Pruebas de estampado y forja: medir la presión normal y la fricción en la superficie del molde durante la formación del metal para ayudar a optimizar el diseño del molde.

  Seguridad del automóvil y la colisión:

• Prueba de choque: instalado en un maniquí de colisión o carrocería para capturar la fuerza dinámica multidimensional del momento de la colisión y proporcionar datos para el diseño de seguridad del vehículo.

• Medición de la fuerza dinámica: se utiliza para medir el impacto, la vibración y el empuje inverso de las piezas de automóviles.

• Investigación científica y otros:

• Matriz de sensores táctiles: una matriz de sensores flexibles hecha de materiales piezoeléctricos flexibles (como pvdf) se puede pegar a la superficie curva para estudiar el tacto robótico, dispositivos electrónicos portátiles, etc.

• Investigación sobre mecánica de materiales: se utiliza para probar las propiedades mecánicas de los materiales bajo carga dinámica.