Zibo Yuhai Electronic Ceramic Co., Ltd.

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センシング用途向けのYuhai PZT材料

PZT-5、PZT-5H 高感度・大変位の材料


センシング アプリケーションは、 [柔らかい] 圧電セラミック材料の主な用途の 1 つです。圧電材料は、それらが示す物理的および圧電特性に基づいて [柔らかい] 材料または [硬い] 材料に分類されます。
センシング セラミックは、電気機械結合係数が大きく、圧電定数が大きく、誘電率が高く、誘電定数が大きく、誘電損失がわずかに大きく、機械的品質係数が低いという特徴があります。センシング セラミックは、ハード セラミックに比べて大きな変位を生成しますが、一部はより大きなヒステリシスを示し、高デューティ サイクルおよび/またはストレス下での加熱による脱分極の影響を受けやすくなります。一般に、誘電正接が高いほど、高電界を必要とするアプリケーションでのセンシング セラミックの使用は制限されます。
Yuhai 社は、センシング アプリケーションで使用する 2 つの圧電材料を提供しています。PZ​​T-5 とPZT-5Hです。 PZT-5 は、ほとんどのセンシング アプリケーションに最適な材料です。これは、特性の全体的な組み合わせが最も優れており、センシングを試みる最初の材料である必要があります。 PZT-5H は、いくつかの制限がありますが、より高い感度を提供します。使用温度が低く、誘電率が高く、誘電正接が高い。これらの制限が許容できる場合は、PZT-5H を使用する材料になる可能性があります。

圧電センサーの代表的なアプリケーション

Yuhaiのセンシング材料は、さまざまな用途でご利用いただけます。アプリケーションは、次の 2 つの一般的な使用カテゴリに大別できます。
アクティブ- セラミックス アクティブ センシング アプリケーションで使用されるパルス エコー応答の飛行時間、または送信機と受信機の間の時間を測定します。送信機として使用される圧電セラミックは通常、共振周波数で動作しますが、受信機として使用されるセンサーは通常、反共振モードで動作します。アクティブ センシング アプリケーションで使用される圧電セラミックの例には、次のものがあります。

  • フローセンサーとフローメーター
  • 厚みゲージ
  • レベルセンサー
  • 診断用医療用超音波

パッシブ- パッシブ センシング アプリケーションで使用されるセラミックは、共振周波数以下で動作するため、帯域幅が広くなります。これにより、セラミックは広い周波数範囲で信号を受信できます。パッシブ センシング アプリケーションで使用される圧電セラミックの例には、次のものがあります。

  • 加速度計
  • ハイドロフォン
  • マイク
  • 音楽ピックアップ

圧電センサーの背景情報

一般的な圧電センサーは、加えられた力または圧力が変化した場合にのみ信号を生成します。静的入力下では、セラミック エレメント内の自由な電荷キャリアがダイポールに向かって移動し、ダイポール上の電荷を中和して、エレメントを効果的に放電します。電荷は、センサーからの信号を測定するために使用されるデバイスの入力抵抗を横切って排出されます。ストレスは平衡状態を崩して電荷を元に戻しますが、ストレスを維持すると再び電荷が失われます。実際には、システムの共振周波数よりもはるかに低い入力周波数である低周波数信号を測定するシステムは、時定数によって便宜的に記述されます。システムの時定数は、セラミック素子の静電容量と電子回路の入力抵抗の積です。経験則として、時定数は入力信号の周期の 10 分の 1 である必要があります。たとえば、周波数が 10 Hz の信号を測定するには、時定数が 1 秒未満である必要があります。入力抵抗を許容範囲内に低く保ちながら、低周波数入力の測定を可能にする 3 つの選択肢があります。複数の並列接続層からセンサーを構成する、システムにチャージ アンプを組み込む、またはシステムにコンデンサを組み込む、センサー。

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Sun Zhaohai

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