[patron 1]

Попытался найти что-либо по теории пьезокерамических датчиков, но что то не очень упешно - наверно не так искал 🙁

Интересует - как правильно ориентировать тело датчиков различной формы для получения максимального уровня выхода. 

С плоским в виде шайбы вроде просто - максимальная чувствительность будет вдоль оси, перпендикулярной плоскости шайбы. 

А как с этим обстоит скажем у датчика, имеющего форму кольца ? Как выглядит диаграмма его чувствительности в трёхмерной системе координат ? 

Может кто знает где про это почитать - подскажите, плиез - Спасибо !  🍻

[MegaVolt 25]

20 минут назад, patron сказал:

Попытался найти что-либо по теории пьезокерамических датчиков, но что то не очень упешно - наверно не так искал 🙁

Интересует - как правильно ориентировать тело датчиков различной формы для получения максимального уровня выхода. 

С плоским в виде шайбы вроде просто - максимальная чувствительность будет вдоль оси, перпендикулярной плоскости шайбы. 

А как с этим обстоит скажем у датчика, имеющего форму кольца ? Как выглядит диаграмма его чувствительности в трёхмерной системе координат ? 

Может кто знает где про это почитать - подскажите, плиез - Спасибо !  🍻

Не очень вопрос понятен. Пьезокристалл вырабатывает электричество при его деформации. Т.е. смотрим где идёт деформация и её величину и получаем ответ.

[HardEgor 66]

50 минут назад, patron сказал:

 А как с этим обстоит скажем у датчика, имеющего форму кольца ? Как выглядит диаграмма его чувствительности в трёхмерной системе координат ?

Зависит от формы обкладок.

Почитать здесь https://defectoscopia.narod.ru/books.html

[patron 1]

 

Линк что-то не открывается. Я имел в виду каке-либо учебники или что-тодобное с рассмотрением разных вариантов, сравнением, с диаграммами направленности и т.д.

Например сенсор - в виде кусочка трубки с посеребрянными обкладками, например вот такой.

Изменено 30 ноября, 2023 пользователем patron

[HardEgor 66]

3 часа назад, patron сказал:

Я имел в виду каке-либо учебники или что-тодобное с рассмотрением разных вариантов, сравнением, с диаграммами направленности и т.д.

Не помню) Надо листать. Так-то ничего загадочного - диаграмма строится так же как в оптике и радиоволнах.

Попробуйте тогда так http://defectoscopia.narod.ru/books.html

[vov4ick 35]

То что вы показали называется пьезотрубкой. У шайб и колец электроды наносятся на плоские поверхности.

Трубка со сплошным покрытием боковых поверхностей работает на продольной деформации, вследствие эффекта Пуассона небольшая поперечная деформация преобразуется в значительную продольную и наоборот.

[arn 0]

13 hours ago, vov4ick said:

То что вы показали называется пьезотрубкой. У шайб и колец электроды наносятся на плоские поверхности.

Трубка со сплошным покрытием боковых поверхностей работает на продольной деформации, вследствие эффекта Пуассона небольшая поперечная деформация преобразуется в значительную продольную и наоборот.

 у шайб электроды на плоских торцах, а у колец- на цилиндрических поверхностях. А если у кольца высота превышает диаметр , это называют цилиндром! У любого излучателя (кроме сферы) есть несколько резонансов  (соответственно и антирезонансов) по всем геометрическим размерам ,независимо от места нанесения электродов. Продольный и поперечный эффекты отличаются  несильно (раза в 1.3-2)

[patron 1]

Если нужно создать датчик вибрации какой-то поверхности, то как следует расположить вышеприведённый цилиндр с точки зрения максимальной чувствительности - ось цилиндра д.б. перпендикулярна поверхности ?

Вообще то цилиндром называется полнотелое тело, а тут - трубка. Но дело не в названии - из картинки  и так ясно что это.

Ещё есть и механическая проблема : сенсор надо как-то закрепить в каком-то корпусе, который бы держал сенсор, но не тормозил вибрации, проходящие к сенсору. Сенсор вырабатывает эл. сигнал, пропорциональный изменению его геометрических размеров, но нельзя же сенсор расположить на внешней поверхности корпуса - сенсор очень хрупкий, а как тогда закрепить сенсор внутри корпуса и не "угробить" его чувствительность ?

Изменено 3 декабря, 2023 пользователем patron

[patron 1]

Quote

Попробуйте тогда так http://defectoscopia.narod.ru/books.html

Скачал и просмотрел несколько книг по этому линку. Там практически всё по применению сенсоров, а не по их созданию и характеристикам.

[Stepanov 8]

А какой именно датчик-то нужен? Пьезокристаллы и керамика очень в разных типах датчиков и преобразователей используется.

Расположение обкладок относительно направления деформации приводящем к появлению на них заряда может быть различна. Это соотношение называется модулем (коэффициентом).

Вот есть такая система нумерации осей.

Пьезоэлектрический модуль обозначается как dmn, где

m – обозначение оси (3 – ось, вдоль которой осуществляется поляризация внешним полем; 1, 2 – ортогональные ей оси),

n характеризует характер деформации (1, 2, 3 – растяжение или сжатие по осям 1, 2 и 3, соответственно; 4, 5, 6 – сдвиг относительно плоскостей задаваемых осями 23, 13, 12, соответственно)

Но вообще модуль только один из многих параметров материала и формы.

Качество пьезокерамики характеризуется следующими основными параметрами:
KT33 (ε T33 /ε 0) — относительная диэлектрическая проницаемость;
tg δ— тангенс угла диэлектрических потерь;
T c (Tk ) — температура точки Кюри;
Kp K33 K31 K15 — коэффициенты
электромеханической связи;
d33 -d31 d15 — пьезоэлектрические модули;
g33 g31 g15 — электрические коэффициенты по
напряжению;
Y E11 Y E33 — модули Юнга;
N L N T N R — частотные постоянные;
SE11 SE33 — параметр эластичности;
Ρ — плотность;
Q m — механическая добротность.

 

[patron 1]

Спасибо, но мне нужны не теоретические расчёты, а хотя бы понять основные принципы построения подобных датчиков.

Например - вот датчик на основе пьезоэлектрического сенсора. Из картинки непонятно - какой формы сенсор и как он закреплён внутри. Но у меня чисто прикладной вопрос : очевидно, что сенсор жёстко закреплён внутри металлического корпуса. Известно, что такой сенсор вырабатывает заряды на обкладках при его деформации. Металлический корпус датчика жёстко закреплён на обследуемой поверхности и неважно - притянут ли он снизу винтом или прочно приклеен - в любом случае сенсор вибрирует вместе с металлическим корпусом, но откуда тогда возникнут деформации сенсора, чтоб эффективно производить электрический сигнал ? Я понимаю, если бы сам сенсор приклеили к исследуемой поверхностии и от вибраций он деформировался и производил сигнал.  Вроде в таком случае чувствительность датчика была бы высокой, но в показанной конструкции сесор "зажат" внутри жёсткого металлического корпуса и вряд ли может эффективно изменять свои геометрические размеры ..

 

 

Изменено 16 января пользователем patron

[HardEgor 66]

4 минуты назад, patron сказал:

Вроде в таком случае чувствительность датчика была бы высокой, но в показанной конструкции сесор "зажат" внутри жёсткого металлического корпуса и вряд ли может эффективно изменять свои геометрические размеры ..

Практически там многое непонятно, что такое case isolated sensor? Похоже всё изображено схематично.

Это патент или книга? Дайте тогда ссылку.

 

[Plain 168]

2 часа назад, patron сказал:

откуда тогда возникнут деформации сенсора

Пластина под грузом зажата.

[gridinp 2]

В 16.01.2024 в 11:53, patron сказал:

Я понимаю, если бы сам сенсор приклеили к исследуемой поверхностии и от вибраций он деформировался и производил сигнал.  

Вот фотография пьезорезистивного сенсора MEAS3058, он именно крепится к поверхности

[girts 7]

А давайте попроще, раз уж с фундаментов и научно - популярно требуется.
Роем по автомобильной тематике - "датчик детонации".