Capteur de force piézoélectrique 3 voies modèle Zn - f3201

Capteur de force piézoélectrique 3 voies modèle Zn - f3201

Principe de fonctionnement

• Effets physiques fondamentaux: à base de certains matériaux (par exemple quartz, céramique piézoélectrique PZT, polymère piézoélectrique PVDF)Effet piézoélectrique positifLorsqu'une force extérieure agit sur le capteur, l'élément sensible subit une déformation microscopique due à la force, à l'intérieur de laquelle une polarisation électrique se produit, créant des charges opposées positives et négatives sur les deux surfaces, ce qui convertit la force mécanique en un signal électrique (charge ou tension).

• Décomposition des forces et mécanismes de mesure: pour mesurer simultanément les trois composantes de force (FX, FY, FZ) dans l'espace, l'intérieur du capteur est généralement conçu avec une structure spéciale, principalement divisée en deux catégories:

• Type empilé: empilement de plusieurs ensembles d'éléments piézoélectriques. L'un des groupes mesure la Force normale (FZ) en utilisant l'effet piézoélectrique dans le sens de l'épaisseur et les deux autres groupes mesurent la force de cisaillement (FX, FY) dans les deux sens séparément en utilisant l'effet de cisaillement dans l'épaisseur et les directions perpendiculaires entre elles.

• Distribué: combinaison de quatre cellules piézoélectriques disposées symétriquement (par example de type plaque ou réseau de microcolonnes) et d'une structure de transmission de force (par example une tête de transmission de force en forme de pyramide tronquée). Lorsqu'elle est soumise à une force triaxiale, la Force normale (FZ) fait que les quatre cellules produisent des charges de même polarité et de même taille, tandis que la force de cisaillement (FX / FY) tire une cellule d'un côté et la met en pression de l'autre, produisant des charges de polarité opposée. En calculant la somme et la différence des charges de sortie des quatre cellules, on peut découpler les forces dans les trois sens.

• Type de sortie de signalPour:

• Type de charge (PE): sortie directe du signal de charge, nécessite un amplificateur de charge externe pour convertir en signal de tension. Ce type de capteur convient aux environnements difficiles tels que les températures élevées.

• Type de tension (iepe): le capteur intègre un circuit microélectronique à l'intérieur, peut directement sortir le signal de tension, il est plus pratique à utiliser.

• Caractéristiques clés de performancePour:

• Réponse dynamique élevée: haute fréquence intrinsèque (jusqu'à plus de 50 kHz), idéale pour mesurer les forces d'impact transitoires, les vibrations à haute fréquence et les forces dynamiques.

• Rigidité et stabilité élevées: le Matériau piézoélectrique lui - même a une grande rigidité et une déformation minimale lorsqu'il est sollicité, de sorte que la linéarité et la stabilité du capteur sont bonnes et que l'erreur d'hystérésis est faible.

• Adaptabilité environnementale large: plage de température de fonctionnement extrêmement large (par exemple - 200 ° C à + 400 ° c), résistant aux rayonnements et aux interférences électromagnétiques, peut s'adapter à toutes sortes de conditions de travail difficiles.

• Limites de la mesure statique: les capteurs piézoélectriques traditionnels ont une fuite de charge et ne peuvent généralement pas mesurer la force statique réelle, mais avec une conception spéciale (par exemple, en utilisant un matériau PZT et en utilisant un mode particulier), la mesure de la force quasi statique peut également être réalisée.

• Principaux domaines d'application

• Capteur de force piézoélectrique 3 voies modèle Zn - f3201

• Aérospatiale et défensePour:

• Essais en soufflerie: mesure des forces aérodynamiques et des moments subis par un modèle d'aéronef dans le flux d'air.

• Essai de moteur de fusée: surveillance en temps réel des vibrations de poussée et des forces d'impact du moteur.

• Analyse dynamique des structures: pour les essais de chocs, de vibrations de composants d'aéronefs.

• Automatisation industrielle et fabricationPour:

• Mesure des forces de coupe et de meulage: surveillance en temps réel de la force de coupe pendant l'usinage sur la machine - outil pour optimiser les paramètres du processus, surveiller l'usure de l'outil.

• Assemblage de précision: sur la ligne d'assemblage des lentilles de téléphone portable, des roulements de précision et d'autres pièces minuscules, assurez - vous que la force d'assemblage de niveau 0.01n garantit la qualité du produit.

• Détection de poinçonnage et de forgeage: mesurer la pression normale et la force de frottement de la surface du moule pendant le formage du métal pour aider à optimiser la conception du moule.

  Sécurité automobile et collisionPour:

• Test de collision: monté sur un mannequin de collision ou sur la carrosserie du véhicule, il capture les forces dynamiques multidimensionnelles au moment de la collision, fournissant des données pour la conception de la sécurité du véhicule.

• Mesure de force dynamique: utilisé pour mesurer les chocs, les vibrations et la contre - poussée des pièces automobiles.

• Recherche scientifique et autresPour:

• Réseau de détection tactile: une matrice de capteurs flexibles réalisés avec des matériaux piézoélectriques flexibles tels que le PVDF, qui peuvent être ajustés sur des surfaces incurvées pour l'étude de l'haptique robotique, de l'électronique portable, etc.

• Études de mécanique des matériaux: pour tester les propriétés mécaniques des matériaux sous charge dynamique.