Диагностика строительных машин / Датчики средств диагностирования строительных машин / Глава 2.4
Пьезоэлектрические датчики
Основаны на использовании пьезоэлектрического эффекта, суть которого заключается в том, что некоторые материалы при механическом нагружении образуют электрические заряды (прямой пьезоэффект). Оценивается пьезоэффект пьезомодулем К, характеризующим связь между приложенной нагрузкой Р и возникающим электрическим зарядом С}, т. е. С} = КР. Такими свойствами обладает ряд природных кристаллов: кварц, турмалин и др. и искусственных кристаллов: сегнетовая соль, дигидрофосфат аммония, титанат бария и др.
Пьезоэлектрические датчики пригодны для измерения давления, силы, виброускорений и др.
Выходная мощность пьезоэлектрических датчиков очень мала (генераторные датчики), поэтому датчик включается в измерительной схеме на вход усилителя с возможно большим входным сопротивлением. Эквивалентная схема включения пьезоэлектрического датчика в измерительную цепь представлена. Упрощенная эквивалентная схема указана где сопротивление. Из схемы следует, что выходным сигналом датчика является напряжение соответственно емкость самого пьезопреобразователя, соединительного кабеля и входная емкость измерительной цепи).
Погрешности пьезоэлектрического датчика складываются из погрешности от изменения емкости Свх, температурной погрешности, погрешности от способа установки датчика на объекте и др.
Достоинства пьезодатчиков: малые габариты, простота конструкции, надежность в работе, возможность измерения быстро переменных параметров.