Mavzu: Pyezoelektrik datchiklar Reja: 1

Pyezoelektrik manometr
Pyezoelektrik manometrlarning ishlash prinsipi ba’zi kristall moddalarning mexanik kuch ta’sirida elektr zaryad hosil qilish qobiliyatiga asoslangan. Bu hodisa pyezoeffekt deb ataladi. Pyezoelektrik datchiklar dinamik bosimni o'lchash uchun ishlatiladi. Dinamik bosimni o'lchash turbulentlikni o'lchash va hokazo. Dvigatel silindrlaridagi bosimni o'lchashda suyuqlik va gazlar bosimining o'zgarishini pyezorezistiv bosim sezgichlari yordamida o'lchash mumkin.Pyezoelektrik diafragma kuchiga ta'sir qilganda, u kristall qirralarida elektr zaryadini hosil qiladi. Chiqish signali esa bosimga mutanosib bo'lgan kuchlanish xosil qiladi.
F kuch ta’sirida kristall plastinka yuzalarida paydo bo‘ladigan elektr zaryad ushbu tenglama bilan topiladi:
Q=K_p·F (3.28)
bu erda, K_p—pyezoelektrik doimiy, Kl/N. K_p ning qiymati plastinaning o‘lchamiga bog‘lik emas va kristallning tabiati bilan belgilanadi. Kvars uchun K_p=2,1 · 10^-12 Kl/n.
3.10 - rasmda pyezoelektrik manometrning sxemasi ko‘rsatilgan. O‘lchanayotgan bosimni 4 membrana kuchga aylantiradi, bu kuch esa diametri 5 mm va qalinligi 1 mm bo‘lgan kvars plastinalar 2 ning ustunlarini siqilishga majbur qiladi. Vujudga kelayotgan Q elektr zaryad 1 chiqishlar orqali katta kirish qarshiligiga (10¹³ Om) ega bo‘lgan elektron kuchaytirgich 5 ga uzatiladi. Zaryadning qiymati o‘lchanayotgan R bosim bilan quyidagicha bog‘langan:
. Q=K_p·S·P (3.29)
bu erda, S — membrananing samarali yuzi.
Asbobning inersionalligini kamaytirish uchun kamera 3 ning hajmi minimallashtiriladi.

3.10 – rasm. Pyezoelektrik manometr sxemasi
100 mPa (1000 kgk/sm²) gacha bosimlarni o‘lchashga imkon beruvchi pezokvarsli manometrlar tez o‘zgaruvchi bosimlarni o‘lchashda keng qo‘llanadi. Pezoeffektning afzalligi uning inersionsizligidir. Bu asboblar bosimlari tez o‘zgaradigan jarayonlarni (kavitasiya, portlash) o‘rganishda juda qulay. Pezoelektr manometrlarning aniqlik sinfi 1,5; 2,0.
Quyidagi rasmda elektron kuchaytirgich 5ni ichki strukturaviy prinsipial sxemasi bilan tanishamiz. Pyezoelektrik manometer bosimni nazorat qilish uchun ishlatiladi. Shuning uchun qabul qilingan tashqi bosim unifikatsion signalga aylantilishi kerak va zarur. Buning uchun bizga pyeoelektrik datchikni transmitter kerak bo’ladi. Odatda Transmitter unifikatsion(bir xillashtirilgan) signalga 4mV-20mV aylantirib uzatib berish uchun xizmat qiladi. Keltirilgan 3–rasmda elektron kuchaytirgichni prinsipial elektr sxemasini ko’rib o’tamiz.

3–rasmda elektron kuchaytirgichni prinsipial elektr sxemasi
Pyezoelektrik ultratovushli o'tkazgich

Ultratovushli pyezoelektrik o’tkazgich teskari pyezoelektrik ta'sir printsipi asosida ishlaydi. Ultratovushli o’tkazgich pyezoelektrik materialga ta’sir etganda u zaryadga mutonasib ravishda deformatsiyaga uchraydi. Ultratovushli o’tkazgich sxemasi quyida 2–rasmda keltirilgan.

2-rasm. Pyezoelektrik ultratovushli o'tkazgich

Bu yerda kvarts kristali transformatorning birlamchi cho’lg’ami L₃ ga ulangan ikkita metall A va B qoplamalar orasiga joylashtirilgan. Transformatorning asosiy qismi ya’ni birlamchi cho’lg’ami parametrlarini o’zgarishi kvars kristali qarshiligining o’zgarishiga bo’g’liq . Transformatorning ikkilamchi qisminitashkil etuvchi L₁ va L₂ cho’lg’amlar esa o’zgaruvchan sig’im orqali tranzistorga ulangan.

Batareya yoqilganda, osilator f = 1 ÷ (2π√L₁C₁) chastotali yuqori chastotali o'zgaruvchan kuchlanish impulslarini ishlab chiqaradi. Shu sababli, L₃ da elektromagnit induksiya xosil qilinadi, u A va B qoplamalar orqali kvarts kristaliga o'tadi, teskari pyezoelektrik ta'sir tufayli kristall siqila boshlaydi va mexanik tebranishlarni hosil qiladi.


Rezonans elektron osilatorning chastotasi kvartsning tabiiy chastotasiga teng bo'lganda sodir bo'ladi. Ushbu nuqtada kvarts katta amplitudali ultratovush to'lqinlarini hosil qiladi.