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Zibo Yuhai Electronic Ceramic Co., Ltd.

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Materiales Yuhai PZT para aplicaciones de detección

PZT-5 y PZT-5H Materiales con alta sensibilidad y grandes desplazamientos


Las aplicaciones de detección son uno de los usos principales de los [materiales cerámicos piezoeléctricos "blandos . Los materiales piezoeléctricos se clasifican como [material" blando "o material [duro" en función de las propiedades físicas y piezoeléctricas que exhiben.
Las cerámicas de detección se caracterizan por tener factores de acoplamiento electromecánicos más grandes, constantes piezoeléctricas más grandes, mayor permitividad, constantes dieléctricas más grandes, pérdidas dieléctricas ligeramente mayores y factores de calidad mecánica más bajos. Las cerámicas de detección producen desplazamientos más grandes, en comparación con las cerámicas duras, pero algunas exhiben una mayor histéresis y son más susceptibles a la despolarización por calentamiento en ciclos de trabajo y / o esfuerzos elevados. En general, los factores de disipación más altos limitan el uso de la cerámica de detección en aplicaciones que requieren campos eléctricos elevados.
La compañía Yuhai ofrece dos materiales piezoeléctricos para uso en aplicaciones de detección: PZT-5 y PZT-5H . PZT-5 es el material de elección para la mayoría de las aplicaciones de detección. Tiene la mejor combinación global de propiedades y debe ser el primer material que se debe probar para detectar. PZT-5H ofrece una mayor sensibilidad, con algunas limitaciones. Tiene un uso más bajo, una mayor constante dieléctrica y un mayor factor de disipación. Si estas limitaciones son aceptables, entonces PZT-5H puede ser el material a utilizar.

Aplicaciones típicas de los sensores piezoeléctricos

Los materiales de detección de Yuhai se pueden usar en una variedad de aplicaciones. Las aplicaciones se pueden dividir en dos categorías generales de uso:
Activo - Cerámica utilizado en aplicaciones de detección activa mide el tiempo de vuelo de una respuesta de eco de pulso o entre un transmisor y un receptor. Las cerámicas piezoeléctricas utilizadas como transmisores suelen funcionar a su frecuencia de resonancia, mientras que los sensores utilizados como receptores suelen funcionar en modo antirresonante. Ejemplos de cerámicas piezoeléctricas utilizadas en una aplicación de detección activa incluyen:

  • Sensores de caudal y caudalímetros.
  • Medidores de espesor
  • Sensores de nivel
  • Ultrasonido medico diagnostico

Pasivo : la cerámica utilizada en las aplicaciones de detección pasiva funciona por debajo de su frecuencia de resonancia, lo que da como resultado una respuesta de banda más amplia. Esto permite que la cerámica reciba una señal en un amplio rango de frecuencias. Los ejemplos de cerámicas piezoeléctricas utilizadas en una aplicación de detección pasiva incluyen:

  • Acelerómetros
  • Hidrófonos
  • Micrófonos
  • Recogidas musicales

Información de fondo del sensor piezoeléctrico

Los sensores piezoeléctricos típicos generarán una señal solo cuando experimenten un cambio en la fuerza o presión aplicada. Bajo una entrada estática, los portadores de carga libre en el elemento cerámico migran hacia los dipolos, neutralizando las cargas en los dipolos y, por lo tanto, descargando eléctricamente el elemento. La carga se drenará a través de la resistencia de entrada del dispositivo utilizado para medir la señal del sensor. Una tensión altera el estado de equilibrio y restaura una carga eléctrica, pero si la tensión se mantiene, la carga se drenará nuevamente. En la práctica, los sistemas para medir señales de baja frecuencia (frecuencias de entrada muy por debajo de la frecuencia de resonancia del sistema) se describen convenientemente por la constante de tiempo. La constante de tiempo del sistema es el producto de la capacitancia del elemento cerámico y la resistencia de entrada del circuito electrónico. Como regla general, la constante de tiempo debe ser 1/10 del período de tiempo de la señal de entrada. Por ejemplo, para medir una señal con una frecuencia de 10 Hz, la constante de tiempo debe ser inferior a un segundo. Existen tres alternativas que mantienen la resistencia de entrada aceptablemente baja, al tiempo que permiten medir las entradas de baja frecuencia: construir el sensor a partir de múltiples capas conectadas en paralelo, incorporar un amplificador de carga en el sistema o incorporar un condensador en el sistema, en paralelo con el sensor

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