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Zibo Yuhai Electronic Ceramic Co., Ltd.

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Matériaux Yuhai PZT pour applications de détection

PZT-5 et PZT-5H Matériaux à haute sensibilité et grands déplacements


Les applications de détection sont l’une des principales utilisations des matériaux céramiques piézoélectriques [mous " . Les matériaux piézoélectriques sont classés dans la catégorie des matériaux [mous" ou des matériaux [durs] en fonction des propriétés physiques et piézoélectriques qu’ils présentent.
Les céramiques de détection se caractérisent par des facteurs de couplage électromécaniques plus importants, des constantes piézoélectriques plus grandes, une permittivité plus élevée, des constantes diélectriques plus grandes, des pertes diélectriques légèrement plus grandes et des facteurs de qualité mécanique plus bas. Les céramiques de détection produisent des déplacements plus importants, par rapport aux céramiques dures, mais certaines présentent une hystérésis plus importante et sont plus susceptibles de se dépolariser par suite d'un chauffage sous des cycles de service et / ou de contraintes élevés. Généralement, des facteurs de dissipation plus élevés limitent l'utilisation de la céramique de détection dans les applications nécessitant des champs électriques élevés.
La société Yuhai propose deux matériaux piézoélectriques à utiliser dans les applications de détection: PZT-5 et PZT-5H . Le PZT-5 est le matériau de choix pour la plupart des applications de détection. Il possède la meilleure combinaison globale de propriétés et devrait être le premier matériau à essayer la détection. Le PZT-5H offre une sensibilité plus élevée, avec quelques limitations. Il a une utilisation tempérée plus faible, une constante diélectrique plus élevée et un facteur de dissipation plus élevé. Si ces limitations sont acceptables, alors le PZT-5H peut être le matériau à utiliser.

Applications typiques des capteurs piézoélectriques

Les matériaux de détection de Yuhai peuvent être utilisés dans diverses applications. Les applications peuvent être divisées en deux grandes catégories d'utilisation:
Actif - Céramique utilisés dans les applications de détection active mesurent le temps de vol d'une réponse d'écho de pouls ou entre un émetteur et un récepteur. Les céramiques piézoélectriques utilisées comme émetteur fonctionnent généralement à leur fréquence de résonance, alors que les capteurs utilisés comme récepteur fonctionnent généralement dans un mode anti-résonant. Voici des exemples de céramiques piézoélectriques utilisées dans une application de détection active:

  • Capteurs de débit et débitmètres
  • Jauges d'épaisseur
  • Capteurs de niveau
  • Échographie médicale diagnostique

Passif - Les céramiques utilisées dans les applications de détection passive fonctionnent en dessous de leur fréquence de résonance, ce qui entraîne une réponse en bande plus large. Cela permet à la céramique de recevoir un signal sur une large plage de fréquences. Des exemples de céramiques piézoélectriques utilisées dans une application à détection passive incluent:

  • Accéléromètres
  • Des hydrophones
  • Microphones
  • Collecte musicale

Informations de fond du capteur piézoélectrique

Les capteurs piézoélectriques typiques ne génèrent un signal que lorsqu'il subit une modification de la force ou de la pression appliquée. Sous une entrée statique, les porteurs de charge libres dans l'élément en céramique migrent vers les dipôles, neutralisant les charges sur les dipôles et déchargeant ainsi efficacement l'élément. La charge sera drainée sur la résistance d'entrée de l'appareil utilisé pour mesurer le signal du capteur. Une contrainte perturbe l'état d'équilibre et rétablit une charge électrique, mais si la contrainte est maintenue, la charge s'égoutte à nouveau. En pratique, les systèmes de mesure de signaux basse fréquence - des fréquences d'entrée très inférieures à la fréquence de résonance du système - sont décrits de manière appropriée par la constante de temps. La constante de temps du système est le produit de la capacité de l'élément en céramique et de la résistance d'entrée du circuit électronique. En règle générale, la constante de temps doit être égale à 1 / 10ème de la période du signal d'entrée. Par exemple, pour mesurer un signal avec une fréquence de 10 Hz, la constante de temps doit être inférieure à une seconde. Trois alternatives permettent de maintenir la résistance d'entrée à un niveau acceptable, tout en permettant de mesurer les entrées basse fréquence: construction du capteur à partir de plusieurs couches connectées en parallèle, incorporation d'un amplificateur de charge dans le système ou incorporation d'un condensateur dans le système, en parallèle de le capteur.

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