压电传感器：电路，规格和应用

传感器是用于检测或感知环境中不同类型的物理量的设备。输入可以是光，热，运动，湿气，压力，振动等......产生的输出通常是与施加的输入成比例的电信号。该输出用于校准输入或通过网络传输输出信号以进一步处理。基于要测量的输入，有各种类型的传感器。基于水星的温度计作为A.温度感应器，汽车排放控制系统中的氧气传感器检测到氧气，照片传感器检测到可见光的存在。在本文中，我们会描述压电传感器。请参阅连结以了解更多有关压电效应。

压电传感器的定义

一种用于原理的传感器压电被称为压电传感器。压电性是一种现象产生电力如果将机械应力施加到材料上。并非所有材料都有压电特性。

有各种类型的压电材料。示例压电材料是天然的单晶石英，骨等......人工制造，如PZT陶瓷等......

压电传感器的工作

压电传感器通常测量的物理量是加速度和压力。压力和加速度传感器都在压电的原理上工作，但它们之间的主要区别是力的力量应用于其传感元件。

在压力传感器中，将薄膜放置在大碱基上以将施加的力转移到压电元件。在该薄膜上施加压力时，压电材料被加载并开始产生电压。产生的电压与施加的压力量成比例。

在加速度计，地震质量附着在晶体元件上以将施加的力转移到压电材料中。当施加运动时，抗震大量负载根据压电材料牛顿的第二法运动。压电材料产生用于校准运动的电荷。

加速补偿元件与a一起使用压力传感器由于这些传感器可以挑选不需要的振动并显示错误读数。

压电传感器电路

上面给出了压电传感器内部电路。电阻RI是内阻或绝缘体电阻。电感是由于惯性传感器。电容CE与传感器材料的弹性成反比。对于传感器的适当响应，负载和泄漏电阻必须足够大，使得低频被保留。传感器可以称为压力传感器在电信号中。传感器也称为主要传感器。

压电传感器规格

压电传感器的一些基本特征是

• • 测量范围：该范围受测量限制。

• • 敏感性：输出信号ΔY变化与导致变化Δx的信号的比率。
    s =ΔY/Δx。
  • 可靠性：这对传感器的能力保持在确定操作条件下的某些限制中的能力。

除此之外，压电传感器的一些规格是反应的阈值，误差，指示时间等......

• 这些传感器包含阻抗值≤500Ω。
• 这些传感器通常在约-20℃至+ 60℃的温度范围内操作。
• 这些传感器应保持在-30°C至+ 70°C的温度，以防止它们降解。
• 这些传感器非常低焊接温度。
• 压电传感器的应变灵敏度为5V /μL。
• 由于其高柔韧性，石英是最优选的材料作为压电传感器。

使用Arduino的压电传感器

正如我们必须知道压电传感器是什么，让我们看一下这个传感器的简单应用使用Arduino。在这里，我们正试图在压力传感器检测到足够的力时切换LED。

需要硬件

• Arduino Board.。
• 压电压力传感器。
• 引领
• 1MΩ电阻。

电路图：

• 这里，用红色线指示的传感器的正极导向连接到Arduino板的A0模拟销，而用黑线表示的负极引线连接到地。
• 1MΩ电阻并联连接到压电元件，以限制由压电元件产生的电压和电流，并保护模拟输入免受不需要的振动。
• LED阳极连接到Arduino和阴极的数字销D13连接到地面。

在职的

阈值100被设置为电路，使得传感器未被激活以用于小于阈值的振动。由此，我们可以消除不必要的小振动。当传感器元件产生的输出电压大于阈值时，LED改变其状态即，如果它处于低状态，则它将到低位。如果值低于阈值LED，则不会更改其状态并保持在其先前状态。

代码

constintLEDPIN = 13;//连接到数字引脚13的LED
constint传感器= A0;//传感器连接到模拟引脚A0
constint阈值= 100;//阈值设置为100
intsensorreading = 0;//变量存储从传感器引脚读取的值
intledState =低的;//用于存储最后一个LED状态的变量，切换灯

void setup（）
{
PinMode（LEDPIN，输出）;//将LEDPIN声明为输出
}

void循环（）
{
//读取传感器并将其存储在变量SensorReading中：
sensorreading = analogread（传感器）;

//如果传感器读数大于阈值：
if（sensorreading> =阈值）
{
//切换LEDPIN的状态：
LEDSTATE =！LEDSTATE;
//更新LED引脚：
DigitalWrite（LEDPIN，LEDSTATE）;
延迟（10000）;// 延迟
}
别的
{
DigitalWrite（LEDPIN，LEDSTATE）;// LED的初始状态i.e.低。
}
}

压电传感器应用

• • 压电传感器用于冲击检测。

• • 有源压电传感器用于厚度计，流量传感器。

• • 被动压电传感器使用麦克风，加速度计，音乐拾音器等......

• • 压电传感器也用于超声成像。
  • 这些传感器用于光学测量，微观移动测量，电子声学等。

因此，这是关于什么是压电传感器，属性，规格，以及使用Arduino板的传感器的简单接口。这些简单易用的传感器在各种应用中都有一席之地。你是如何在你的项目中使用这些传感器的?在使用这些传感器时，你面临的最大挑战是什么?