Wie funktioniert ein piezoelektrischer Sensor?

Der Piezo-Kristall

Das Herzstück des Sensors bildet immer ein piezoelektrischer Kristall, zum Beispiel Quarz. Piezoelektrische Materialien sind Materialien, die unter Krafteinwirkung Ladung abgeben. Das Prinzip ist wirklich einfach: Die Ladung, die man erhält ist proportional zu der Kraft, die einwirkt.

mehr dazu

Wie funktioniert der piezoelektrische Effekt?

Piezoelektrischer-Effekt

In besonderen Kristallen tritt bei mechanischer Krafteinwirkung auf bestimmte Kristall-Flächen eine Deformation des Kristalls auf und damit verbunden eine Verschiebung der Ladungsschwerpunkte im Kristall. Infolgedessen kann an den Kristallflächen eine elektrische Spannung abgegriffen werden. Wo werden piezoelektrische Sensoren eingesetzt? Piezoelektrische Sensoren arbeiten mit dem piezoelektrischen Effekt und haben sich als universelles Instrument zum Messen verschiedener Prozesse erwiesen. Sie werden für die Bestimmung von Druck, Beschleunigung, Spannung, Kraft oder als Gassensor in der Qualitäts- sowie in der Prozesskontrolle eingesetzt.

Wie funktioniert Kraftmessung mit Kraftsensoren?

Mit einem Kraftaufnehmer (auch Kraftsensor, Kraftmessdose, Messdose oder Load Cell genannt) wird eine Kraft gemessen, die auf den Sensor wirkt. Meist können durch elastische Verformung sowohl Zug- als auch Druckkräfte gemessen werden. Wie funktioniert eine wägezelle? Bei einem Messvorgang wirkt die Gewichtskraft auf den metallischen Federkörper der Wägezelle und erzeugt eine elastische Verformung. Diese Dehnung (positiv oder negativ) wird vom Dehnungsmessstreifen (DMS), der auf den Federkörper geklebt ist, in ein elektrisches Signal umgesetzt.

Wie funktioniert ein Ultraschall Sensor?

Der Ultraschallsensor strahlt zyklisch einen kurzen, hochfrequenten Schallimpuls aus. Dieser pflanzt sich mit Schallgeschwindigkeit in der Luft fort. Trifft der Ultraschallimpuls auf einen Gegenstand, wird er reflektiert. Wie funktioniert ein Drucksensor? Die Funktionsweise eines resistiven Drucksensors ist denkbar einfach. Der Drucksensor wandelt die mechanische Größe Druck in ein proportionales elektrisches Signal um. Dazu besteht der Drucksensor typischerweise aus einem stabilen Grundkörper und einer (dünnen) Membran.

Wie funktioniert ein ladungsverstärker?

Was ist ein Ladungsverstärker? Unter einem Ladungsverstärker versteht man in der Messtechnik im Grunde genommen einen Ladungswandler, der sehr niedrige Ladungssignale, wie sie beispielsweise von piezoelektrischen Sensoren erzeugt werden, in proportionale Spannungssignale (Volt) umwandelt. Wo findet der Piezoeffekt Anwendung? Die Piezoelektrizität wurde 1880 von den Gebrüdern Curie an Turmalinkristallen entdeckt. Moderne Anwendungsbeispiele für den Piezoeffekt finden sich z. B. in der Sensorik als Kraft-Beschleunigungs-, Wegaufnehmer, Tonabnehmer, Mikrofonen oder auch in Feuerzeugen und Gasanzündern.

Wie viel Spannung erzeugt ein Piezo Element?

Bei einer Schichtdicke des Piezomaterials von 0,2 mm kann man ungefähr eine maximale Spannung von 100–150 V anlegen. Die maximale Auslenkung beträgt ungefähr 0,2 %.