Пьезоэлектрические преобразователи — это устройства, использующие пьезоэлектрический эффект в кристаллах, керамике или плёнках и преобразующие механическую энергию в электрическую и наоборот.
Исходя из физического принципа действия все пьезоэлекрические преобразователи делятся на три группы[1][2]:
- Преобразователи, использующие прямой пьезоэффект и применяемые в приборах для измерения параметров механических процессов, в том числе: силы, акустического и быстропеременного давления, линейных и угловых ускорений, а также вибрации, ударов[1][2][3].
- Преобразователи, использующие обратный пьезоэффект и применяемые в качестве излучателей ультразвука в гидроакустике и дефектоскопии, преобразователях напряжения в перемещение (пьезодвигатели и пьезореле) для юстировки зеркал оптических приборов и исполнительных элементов систем автоматики[1][2][3].
- Преобразователи параметрического типа, использующие одновременно прямой и обратный пьезоэффекты - пьезоэлектрические резонаторы, наиболее эффективно излучающие и принимающие энергию на фиксированной резонансной частоте. Пьезорезонаторы применяются в полосовых фильтрах, линиях задержки, преобразователях перемещения или присоединенной массы в частоту для датчиков уровня, плотности и др[1][3][4].
Достоинствами пьезоэлектрических преобразователей являются высокая линейность характеристик, широкие динамические и частотные диапазоны, простота конструкции и высокая надежность при эксплуатации.
За рубежом лидерами в данной области техники являются: PCB Piezotronik JNG, Endevco Corporation, DYTRAN, Sanstard Date contrl - (США), Erich Broza, Rheometron - (Германия), Flopetron, C.F.V. LTD - (Франция), Mullard Ltd, Merles, Motoroia JNG, AVL - (Великобритания), Kistler Instrument AG, Vibro-meter - (Швейцария), Hans List –(Австрия), Bruel & Kjaer (Дания)[5].
Ведущими предприятиями в России по разработке и выпуску пьезоэлектрических преобразователей и датчиков являются НИИ Физических измерений г. Пенза, ЦНИИМАШ г. Королев, НКТБ Пьезоприбор ЮФУ, ООО "Пьезоэлектрик" г. Ростов-на-Дону, ЗАО "Виброприбор", г. Санкт-Петербург[5].
Примечания
- ↑ 1 2 3 4 Най Дж. Физические свойства кристаллов. — М.: Иностранная литература, 1967. — 386 с.
- ↑ 1 2 3 Левшина К. С., Новицкий И. В. Электрические измерения физических величин. — М.: Энергоатомиздат, 1973. — С. 107-130.
- ↑ 1 2 3 Яффе Б., Кук У., Яффе Г. Пьезоэлектрическая керамика. — М.: Мир, 1974. — 289 с.
- ↑ Малов Б. В. Пьезорезонансные датчики. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 272 с.
- ↑ 1 2 Богуш М. В. Пьезоэлектрическое приборостроение: сборник в 3 томах. — Ростов-на-Дону: Издательство СКНЦ ВШ, 2006. — Т. 3.Пьезоэлектрические датчики для экстремальных условий эксплуатации. — 346 с.