Què és un sensor piezoelèctric? Què és un sensor de velocitat del vent?
1. Introducció als sensors
Un sensor (nom anglès: transductor/sensor) és un dispositiu de detecció que pot detectar la informació mesurada i convertir la informació detectada en senyals elèctrics o altres formes necessàries de sortida d'informació segons determinades regles per complir els requisits de transmissió, processament i emmagatzematge d'informació. , visualització, gravació i control. A causa dels molts tipus de sensors, en aquest article, l'editor només introdueix el sensor piezoelèctric i el sensor de velocitat del vent.
2. Sensor piezoelèctric
Primer de tot, fem una ullada a alguns coneixements rellevants dels sensors piezoelèctrics. Els sensors de pressió són els sensors més utilitzats en la pràctica industrial, i els sensors de pressió que fem servir habitualment es fabriquen principalment mitjançant l'efecte piezoelèctric. Aquests sensors també s'anomenen sensors piezoelèctrics.
Els materials piezoelèctrics utilitzats principalment en sensors piezoelèctrics inclouen quars, tartrat de sodi potassi i fosfat dihidrogen d'amoni. Entre ells, el quars (diòxid de silici) és un cristall natural, i l'efecte piezoelèctric es troba en aquest cristall. Dins d'un determinat rang de temperatura, la propietat piezoelèctrica sempre existeix, però quan la temperatura supera aquest rang, la propietat piezoelèctrica desapareix completament (aquesta alta temperatura és l'anomenat "punt Curie"). Com que el camp elèctric canvia lleugerament amb el canvi de tensió (és a dir, el coeficient piezoelèctric és relativament baix), el quars es substitueix gradualment per altres cristalls piezoelèctrics. El tartrat de sodi potàssic té una gran sensibilitat piezoelèctrica i coeficient piezoelèctric, però només es pot aplicar en un ambient amb temperatura i humitat ambient relativament baixes. El fosfat dihidrogen d'amoni és un cristall artificial, que pot suportar altes temperatures i una humitat relativament alta, de manera que s'ha utilitzat àmpliament.
3. Sensor de velocitat del vent de copa de vent
Després d'entendre els coneixements rellevants del sensor piezoelèctric, fem una ullada a alguns continguts del sensor personalitzat de la copa de vent.
El sensor de velocitat del vent de copa de vent és un sensor de velocitat del vent molt comú, que va ser inventat per primera vegada per Robinson a Anglaterra. A la Xina, el sensor de velocitat del vent s'ha utilitzat àmpliament. La part de detecció del sensor de velocitat del vent de la copa de vent es compon de tres o quatre tasses buides còniques o hemisfèriques. La closca de la copa buida es fixa als suports en forma d'estrella de tres puntes a 120 graus o als suports en forma de creu a 90 graus entre ells. Les superfícies còncaves de les copes estan disposades en una direcció i tot el marc del braç creuat es fixa en un eix de rotació vertical.
Quan el vent bufa des de l'esquerra, la copa de vent 1 és paral·lela a la direcció del vent i la força component de la pressió del vent sobre la copa de vent 1 en la direcció més perpendicular a l'eix de la copa de vent és aproximadament zero. Les copes de vent 2 i 3 es tallen amb la direcció del vent en un angle de 60 graus. Per a la copa de vent 2, la seva superfície còncava està orientada al vent i suporta la pressió del vent més gran; la copa de vent 3 té una superfície convexa orientada al vent, i el vent al seu voltant fa que la pressió del vent sigui més petita que la de la copa de vent 2. A causa de la diferència de pressió entre la copa de vent 2 i la copa de vent 3 en la direcció perpendicular a l'eix de la copa de vent, la copa de vent comença a girar en sentit horari.
Després que la copa del vent comenci a girar, perquè la copa 2 gira al llarg de la direcció del vent, la pressió del vent disminueix relativament, mentre que la copa 3 gira contra el vent a la mateixa velocitat, la pressió del vent augmenta relativament i la diferència de pressió del vent. segueix disminuint. Després d'un període de temps (velocitat del vent constant), quan la diferència de pressió parcial que actua sobre les tres copes de vent és zero, les copes de vent giraran a una velocitat uniforme. D'aquesta manera, es pot determinar la velocitat del vent segons la velocitat de la copa de vent (revolucions per segon).
Quan la copa de vent gira, fa girar el disc de tall multident coaxial o la vareta magnètica i obté un senyal de pols proporcional a la velocitat de la copa de vent a través del circuit. El comptador compta el senyal de pols i el valor real de la velocitat del vent es pot obtenir després de la conversió. Actualment, el nou anemòmetre de rotor utilitza tres tasses, i el rendiment de la tassa cònica és millor que la de l'hemisfèrica. Quan la velocitat del vent augmenta, el rotor pot augmentar ràpidament la velocitat per igualar la velocitat del flux d'aire. Quan la velocitat del vent disminueix, a causa de la influència de la inèrcia, la velocitat del vent no baixarà immediatament. Els anemòmetres rotatius solen indicar una velocitat del vent massa alta en ràfegues i tenen un efecte desmesurat (produeix un error mitjà d'un 10%).
