Was ist ein piezoelektrischer Signalumformer?

Ein piezoelektrischer Signalumformer ist eine Vorrichtung, die eine Art Energie zu anderen umwandelt, indem es die piezoelektrischen Eigenschaften bestimmter Kristalle oder anderer Materialien nutzt. Wenn ein piezoelektrisches Material Druck oder Kraft unterworfen, erzeugt es ein elektrisches Potenzial oder eine Spannung, die zur Größe der Kraft proportional sind. Dieses bildet das piezoelektrische Signalumformerideal als Konverter der mechanischen Energie oder der Kraft in elektrisches Potenzial.

Die hohe Empfindlichkeit des piezoelektrischen Signalumformers bildet es nützlich in den Mikrophonen, in denen sie Schalldruck in elektrische Spannung umwandelt; in den Präzisionsbalancen; in den Beschleunigungsmessern und in den Bewegungsdetektoren; und als Generatoren und Detektoren des Ultraschalls. Piezoelektrische Signalumformer benutzt auch in der zerstörungsfreien Prüfung, im Erzeugung der hohen Spannungen und in vielen anderen Anwendungen, welche die exakte Abfragung der Bewegung oder der Kraft erfordern.

Der piezoelektrische Effekt arbeitet auch in umgekehrtem, dadurch, dass eine Spannung, die an einem piezoelektrischen Material angewendet, dieses Material veranlaßt, um zu verbiegen, auszudehnen oder anders zu verformen. Diese Deformation ist normalerweise zur angewendeten Spannung und also zu den Rückangeboten des piezoelektrischen Effektes eine Methode der Präzisionsbewegung auf der Mikroskala sehr geringfügig und proportional. Ein piezoelektrischer Signalumformer kann als Auslöser für die genaue Justage der feinen optischen Instrumente, der Laser und der Atomkraftmikroskope folglich benutzt werden.

Diese piezoelektrischen Vorrichtungen können als Sensoren und Auslöser benutzt werden, also gekennzeichnet sie als Signalumformer, ein Ausdruck, der auf jede mögliche Vorrichtung zugetroffen, die eine Form Energie in andere umwandeln kann. So kommen piezoelektrische Sensoren und piezoelektrische Auslöser unter die Überschrift des piezoelektrischen Signalumformers. Der Sensor macht mechanische Energie zu elektrisches Potenzial, und der Auslöser umwandelt elektrische Energie in mechanische Kraft oder Bewegung r.

Die Spannung, die durch einen piezoelektrischen Signalumformer erzeugt, kann, häufig in den Tausenden von Volt ziemlich hoch sein, aber ist der Schriftsatz und auftreten, nur wenn das Material zuerst verformt. Dieses herstellt piezoelektrische Signalumformer nützlich in den elektronischen Feuerzeugen und in den Tastenwahlanzündern für Gasstrecken und -grills nd. In diesen Anwendungen aktiviert das Betätigen eines Knopfes einen kleinen, federgelagerten Hammer, der ein piezoelektrisches Material schlägt und eine Spannung erzeugt, die genügend ist, einen Lichtbogen zu veranlassen, zwischen die herausgestellten Elektroden des Anzünders zu springen.

Ursprünglich wahrscheinlich mögen ein Eigentum nur der spezifischen Arten der Kristalle Quarz und Topaz, ergeben Fortschritte in der Materialwissenschaft die Kreation der Polymer-Plastiken und der Keramik, die auch piezoelektrische Eigenschaften zeigen. Tatsächlich ist das allgemeinste piezoelektrische Material z.Z., das gebräuchlich ist, das zirconate Titanat des synthetischen keramischen Bleis, bekannt als PZT. Dieses Material hat die Fähigkeit, die Spannung des Quarzes unter einer gegebenen Kraft zweimal zur Verfügung zu stellen.

Piezoelektrische Signalumformer sind einfach sehr robust, zuverlässig, und und also breiten Gebrauch in der Industrie, in der Medizin und in der Luftfahrtarbeit finden. Sie sind durch externe elektromagnetische Felder unberührt und also können in den Anwendungen verwendet werden, in denen elektronische Sensoren ausfallen. Sie sind über einer ausgedehnten Strecke der Temperaturen beständig, aber können durch langen Gebrauch als Hochtemperaturen erfolgt werden.