เครื่องส่งแรงดันแบบเพียโซอิเล็กทริกสำหรับการวัดแบบไดนามิกและชั่วคราว

1. ทำไมคุณถึงต้องการมัน

เซ็นเซอร์แบบสถิตไม่สามารถจับแรงดันที่พุ่งขึ้นในระดับมิลลิวินาทีของการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ การเต้นเป็นจังหวะของคอมเพรสเซอร์ หรือเหตุการณ์ระเบิดได้ เครื่องส่งสัญญาณแบบเพียโซอิเล็กทริกนี้ใช้ผลึกควอตซ์หรือเซรามิก PZT ที่สร้างประจุที่แปรผันตามอัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน ให้แบนด์วิดท์ตั้งแต่ 0.5 Hz ถึงมากกว่า 200 kHz เป็นเครื่องมือที่เลือกใช้สำหรับการวัดแรงดันแบบไดนามิกและชั่วคราวในการวิจัยเครื่องยนต์ การวินิจฉัยคอมเพรสเซอร์ และการทดสอบการระเบิด ซึ่งการจับรูปคลื่นแรงดันที่แท้จริงมีความสำคัญ

2. หลักการทำงาน

ผลึกเพียโซอิเล็กทริกจะสร้างประจุไฟฟ้าเมื่อถูกบีบอัดจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน เนื่องจากประจุแปรผันตามแรงที่ใช้ เซ็นเซอร์จึงตอบสนองต่อแรงดันที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและติดตามการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวได้ถึงหลายร้อยกิโลเฮิรตซ์ ประจุจะถูกขยายและแปลงเป็นสัญญาณ 4-20 mA หรือสัญญาณแรงดันสำหรับการเก็บข้อมูล แตกต่างจากเซ็นเซอร์แบบสเตรนเกจ ส่วนประกอบเพียโซอิเล็กทริกไม่ต้องการการกระตุ้นภายนอกสำหรับผลการตรวจจับ ทำให้มีการตอบสนองความถี่สูงเป็นพิเศษ

3. ข้อได้เปรียบหลัก

• แบนด์วิดท์ 0.5 Hz ถึง 200+ kHz
• ตัวเลือกควอตซ์และเซรามิก PZT
• จับแรงดันแบบไดนามิกและชั่วคราว
• ช่วง 0-1 kPa ถึง 10 MPa
• เอาต์พุต 4-20 mA
• การป้องกัน IP65 / IP68
• การเชื่อมต่อ NPT ขนาด 1/4 นิ้ว
• แหล่งจ่ายไฟ DC 9-32 V
• เหมาะสำหรับการทดสอบเครื่องยนต์และการระเบิด
• การตอบสนองความถี่สูง

ปัญหาทั่วไปและวิธีแก้ไข

กรณีการใช้งาน

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: เครื่องส่งแรงดันแบบเพียโซอิเล็กทริกคืออะไร?

เครื่องส่งแรงดันแบบเพียโซอิเล็กทริกใช้ผลึกเพียโซอิเล็กทริกที่สร้างประจุไฟฟ้าเมื่อถูกแรงดันเปลี่ยนแปลง ประจุจะแปรผันตามอัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน ทำให้เซ็นเซอร์เหมาะสำหรับการวัดแรงดันแบบไดนามิกและชั่วคราวมากกว่าค่าที่เปลี่ยนแปลงช้าๆ หรือค่าคงที่ เป็นเทคโนโลยีมาตรฐานสำหรับการวัดแรงดันความถี่สูงในการวิจัยและการทดสอบ

ถาม: แบนด์วิดท์ความถี่คืออะไร?

แบนด์วิดท์คือ 0.5 Hz ถึงมากกว่า 200 kHz ดังนั้นเซ็นเซอร์จึงสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงแรงดันที่เร็วมาก เช่น เหตุการณ์การเผาไหม้ การเต้นเป็นจังหวะของคอมเพรสเซอร์ และคลื่นระเบิดที่เซ็นเซอร์ที่ช้ากว่าจะพลาดไปหรือทำให้เรียบ แบนด์วิดท์ที่กว้างนี้ช่วยให้สามารถจับรูปคลื่นแรงดันเต็มรูปแบบได้อย่างแม่นยำ รวมถึงจุดสูงสุดที่คมชัดและการสั่นที่รวดเร็ว

ถาม: สามารถวัดแรงดันสถิตได้หรือไม่?

เซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริกตอบสนองต่อแรงดันที่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงเหมาะที่สุดสำหรับการวัดแบบไดนามิกและชั่วคราว สำหรับแรงดันสถิตที่คงที่หรือเปลี่ยนแปลงช้าๆ ควรใช้ทรานสดิวเซอร์แบบสเตรนเกจ แบบเรโซแนนซ์ หรือแบบคาปาซิทีฟ ในทางปฏิบัติ เครื่องส่งสัญญาณแบบเพียโซอิเล็กทริกจะถูกใช้เมื่อลายเซ็นแรงดันแบบไดนามิก — ไม่ใช่ระดับสถิต — เป็นปริมาณที่น่าสนใจ

ถาม: ใช้ส่วนประกอบการตรวจจับอะไรบ้าง?

มีทั้งผลึกควอตซ์และเซรามิก PZT (ตะกั่วเซอร์โคเนตไททาเนต) ควอตซ์ให้ความเสถียรในระยะยาวและพฤติกรรมอุณหภูมิที่ยอดเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับการวิจัยที่แม่นยำ PZT ให้ความไวสูงกว่าและมักเป็นที่ต้องการเมื่อต้องการสัญญาณที่แรงกว่า การเลือกขึ้นอยู่กับความไวที่ต้องการ ช่วงอุณหภูมิ และความเสถียร

ถาม: ช่วงการวัดคืออะไร?

ช่วงการวัดครอบคลุมตั้งแต่ 0-1 kPa ถึง 10 MPa ครอบคลุมการวัดแบบไดนามิกตั้งแต่การเต้นเป็นจังหวะแอมพลิจูดต่ำไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวแรงดันสูง ช่วงเฉพาะจะถูกกำหนดค่าสำหรับการใช้งาน — ตัวอย่างเช่น แรงดันในกระบอกสูบเครื่องยนต์มักจะใช้ช่วงบน ในขณะที่การตรวจสอบการเต้นเป็นจังหวะของคอมเพรสเซอร์จะใช้ช่วงล่าง

ถาม: ให้เอาต์พุตอะไร?

ให้เอาต์พุต 4-20 mA แบบ 2 สาย ซึ่งเชื่อมต่อกับระบบเก็บข้อมูล ออสซิลโลสโคป และระบบควบคุมสำหรับการบันทึกและการวิเคราะห์ สัญญาณจะรักษาเนื้อหาความถี่สูงของรูปคลื่นแรงดัน ทำให้วิศวกรสามารถสร้างโปรไฟล์แรงดันแบบไดนามิกได้อย่างแม่นยำ

ถาม: ติดตั้งอย่างไร?

เครื่องส่งสัญญาณติดตั้งผ่านการเชื่อมต่อกระบวนการ NPT ขนาด 1/4 นิ้ว โดยมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าผ่านขั้วต่อ M12 สำหรับการวัดความถี่สูง เซ็นเซอร์ควรติดตั้งให้ใกล้กับแหล่งกำเนิดแรงดันมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการหน่วงเสียงในสายเชื่อมต่อ การขันแน่นและการติดตั้งที่เหมาะสมจะช่วยลดการสั่นพ้องที่อาจทำให้การวัดผิดเพี้ยน

ถาม: ทำไมจึงใช้เทคโนโลยีเพียโซอิเล็กทริกสำหรับการวัดแบบไดนามิก?

ผลึกเพียโซอิเล็กทริกสร้างประจุโดยตรงเพื่อตอบสนองต่อแรงที่ใช้ โดยแทบไม่มีความเฉื่อยทางกล ทำให้มีการตอบสนองที่รวดเร็วและแบนด์วิดท์กว้างที่เซ็นเซอร์แบบสเตรนเกจและคาปาซิทีฟไม่สามารถเทียบได้ สำหรับการจับเหตุการณ์การเผาไหม้ คลื่นกระแทก และการเต้นเป็นจังหวะ เพียโซอิเล็กทริกเป็นเทคโนโลยีเดียวที่มีความเร็วและแบนด์วิดท์ที่ต้องการ

ถาม: มันทนทานพอสำหรับการทดสอบการระเบิดหรือไม่?

ใช่ ส่วนประกอบการตรวจจับแบบเพียโซอิเล็กทริกเป็นแบบโซลิดสเตตที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวที่เปราะบาง และตัวเรือนเครื่องส่งสัญญาณได้รับการจัดอันดับ IP65/IP68 โครงสร้างที่ทนทานนี้สามารถทนต่อเหตุการณ์แรงดันพลังงานสูงและความถี่สูงของการทดสอบการระเบิดและการจุดระเบิด ซึ่งเซ็นเซอร์ที่เปราะบางจะถูกทำลาย

ถาม: ใช้ที่ไหน?

ใช้ในการวิจัยการเผาไหม้เครื่องยนต์ยานยนต์ การวินิจฉัยการเต้นเป็นจังหวะของคอมเพรสเซอร์ การทดสอบแรงกระแทกและการระเบิดทางการบินและอวกาศ และการศึกษาการจุดระเบิด ที่ใดก็ตามที่ต้องจับการเปลี่ยนแปลงแรงดันความถี่สูงอย่างรวดเร็วได้อย่างแม่นยำ เครื่องส่งแรงดันแบบเพียโซอิเล็กทริกคือเครื่องมือที่เลือกใช้