圧力トランスデューサと圧力トランスミッタ
センサーとは、測定する物理量を、読み取って処理できる別の物理量に変換することです。 現代の制御では、この物理量は電気信号です。 送信機は、センサーの一次電気信号を、4 -- 20 mA、0 -- 20 mA の電流信号、0 -- 10 V、{{3} の電圧信号などの標準電気信号に変換します。 }V. 一次圧力センサーは、圧力によって引き起こされるミリボルトの信号変化です。 センサーに標準の電流または電圧信号を出力するための増幅および整形回路がある場合、そのようなセンサーは圧力トランスミッターとも呼ばれます。 圧力トランスミッタの名前は、ミリボルト信号を出力する初期の圧力センサーの名前に関連しています。 最新の圧力センサーのほとんどは標準信号を直接出力しているため、現在の圧力センサーと圧力トランスミッターを統合することができます。
原理
私たちが通常使用する圧力センサーは、主に圧電効果でできており、圧電センサーとも呼ばれます。
私たちが知っているように、結晶は異方性ですが、アモルファスは等方性です。 一部の結晶媒体が特定の方向に沿って機械的な力によって変形すると、分極効果が発生します。 機械的な力が取り除かれると、再び帯電していない状態に戻ります。つまり、圧力がかかると、結晶によっては分極効果と呼ばれる電気的効果が生じることがあります。 この効果によると、科学者は圧力センサーを開発しました。
圧電センサーに使用される主な圧電材料には、水晶、酒石酸カリウム ナトリウム、リン酸ジヒドロアンモニウムなどがあります。 その中でもクォーツ（二酸化ケイ素）は天然の水晶です。 この結晶には圧電効果が見られます。 ある温度範囲内では常に圧電特性が存在しますが、この温度範囲を超えると圧電特性は完全に消失します (この高温はいわゆる「キュリー点」です)。 応力の変化に伴って電界がわずかに変化する (つまり、圧電係数が比較的低い) ため、水晶は徐々に他の圧電結晶に置き換えられます。 酒石酸カリウムナトリウムは、圧電感度と圧電係数が優れていますが、室温と低湿度でしか使用できません。 リン酸ジヒドロアンモニウムは人工結晶で、高温やかなりの高湿度に耐えることができます
広く使用されています。
現在、圧電効果は、チタン酸バリウム圧電セラミック、PZT、ニオブ酸圧電セラミック、ニオブ酸鉛マグネシウム圧電セラミックなどの現在の圧電セラミックなどの多結晶にも適用されています。
圧電効果は、圧電センサーの主な動作原理です。 圧電センサーは、回路の入力インピーダンスが無限大の場合にのみ、外力が作用した後の電荷を保存できるため、静的測定には使用できません。 これは実際には当てはまらないため、圧電センサーは動的応力しか測定できません。
圧電センサーは、主に加速度、圧力、力の測定に使用されます。 圧電加速度計は一般的な加速度計です。 実用新案には、単純な構造、小容量、軽量、長寿命などの利点があります。圧電加速度計は、航空機、自動車、船舶、橋、建物の振動と衝撃の測定に広く使用されており、特に航空と航空宇宙分野。 圧電センサーを使用して、エンジンの内燃圧と真空度を測定することもできます。 また、軍事産業でも使用できます。たとえば、弾丸がボアで発射された瞬間の銃口でのボア圧力と衝撃波圧力の変化を測定します。 大小の圧力測定に使用できます。
圧電センサーは、生物医学測定にも広く使用されています。 たとえば、心室カテーテルのマイクロホンは圧電センサーでできています。 動圧を測定することは非常に一般的であるため、圧電センサーが広く使用されています