156- پروژه آماده: بررسی انواع حسگرها و فشارسنج های پیزوالکتریک – 57 صفحه فايل ورد (word)

فهرست مطالب

عنوان    صفحه

فصل 1-            فشار سنج چیست []      1

1-1-    فشار سنج چیست؟        1

1-2-    سنسور فشار      1

1-3-    انواع اندازه گیری فشار    3

1-3-1-            •  سنسور فشار مطلق     3

1-3-2-            • سنسور فشار گیج Gauge      3

1-3-3-            • سنسور فشار خلا        3

1-3-4-            • سنسور فشار تفاضلی   4

1-3-5-            • سنسور فشار مهرشده(sealed)           4

1-3-6-            • تکنولوژی حس کردن فشار      4

1-3-7-            • گیج‌های کشش پیزو رزیستور   4

1-3-8-            • خازنی            5

1-3-9-            • الکترومغناطیسی         5

1-3-10-          • پیزو الکتریک  6

1-3-11-          • نوری  6

1-3-12-          • پتانسیومتری   7

1-3-13-          • رزونانس         7

1-3-14-          • دما    7

1-3-15-          • یونیزاسیون     8

1-4-    • اندازه گیری فشار        8

1-4-1-            • اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا            8

1-4-2-            • اندازه گیری جریان      9

1-4-3-            • اندازه گیری ارتفاع / عمق        9

1-4-4-            • آزمایش نشتی 10

فصل 2-            حسگرهای پیزو الکتریک []         11

2-1-    پیزوالکتریک چیست؟     11

2-2-    وسايل اندازه گيري فشار  24

2-3-    فشار سنجهاي هيدرواستاتيکي :   25

2-4-    فشار سنجهاي پيستوني:  26

2-5-    فشار سنجهاي ستون مايع :         26

2-6-    فشار سنجهاي آنرويدي( فشار سنجهاي مكانيكي):  28

2-7-    فشارسنجهاي بوردون      29

2-8-    فشارسنجهاي ديافراگمي  32

2-9-    فشار سنج الكترونيكي :   33

2-10-  فشار سنج هدايت حرارتي           34

2-11-  فشارسنج يونيزاسيون      36

فهرست مراجع   51

پیزوالکتریک باری است که در مواد جامد مشخصی به علت فشار مکانیکی انباشته می‌شود (مخصوصاً در کریستال‌ها، بعضی سرامیک‌ها و اجسام زیستی مانند استخوان، DNA و پروتئین‌های مختلف) . لغت پیزوالکتریک یعنی الکتریسیته‌ی ناشی از فشار که از لغت یونانی به معنای فشردن گرفته شده و الکتریک نماد عنبر است .( یک منبع قدیمی جریان الکتریکی)

اثر پیزوالکتریک از ارتباط خطی بین حالت مکانیکی و الکتریکی در مواد بلورین و شفاف بدون تقارن مرکزی درک می‌شود.

اثر پیزوالکتریک یک فرآیند قابل برگشت است؛ موادی که به طور مستقیم اثر پیزوالکتریک(تولید داخلی بار الکتریکی به دلیل اعمال نیروی مکانیکی) را انباشته می‌کنند اثر پیزوالکتریک معکوس(تولید داخلی نیروی الکتریکی در اثر اعمال میدان الکتریکی) را نیز انباشته می‌کنند.

به عنوان مثال سرامیک‌های PZT O۳ ۰≤x≤۱) اگر به اندازه ۰.۱ درصد از ابعادشان تغییر شکل دهند نیروی پیزوالکتریک قابل اندازه‌گیری تولید خواهند کرد. برعکس اگر میدان الکتریکی به آن‌ها اعمال شود به اندازه ۰.۱ درصد از ابعادشان تغییر شکل خواهند داد. پیزوالکتریک استفاده‌های مفیدی دارد از جمله تولید و ردیابی صوت، تولید ولتاژهای بالا، تولید فرکانس الترونیکی، میکروبالانس‌ها (ترازوهای بسیار دقیق) و متمرکز کردن اشعه‌های نور در مقیاس بسیار بزرگ. این پدیده همچنین بنیانی برای بسیاری از تکنیک‌های علمی و سودمند در مقیاس اتمی است؛ بررسی میکروسکوپی مثل STM، AFM، MTA  انجام شد. SNOM همچنین استفاده‌های روزمره به عنوان منبع احتراق برای سیگار

اثر پیروالکتریک (تولید پتانسیل الکتریکی در پاسخ به دما) در اواسط قرن هجدهم توسط Carl مطالعه شد و با الهام از این موضوع ادعا کردند بین فشار مکانیکی و بار الکتریکی رابطه‌ای وجود دارد گرچه آزمایش های آن‌ها نتیجه‌ی قاطعی نداد.

اولین اثبات تجربی اثر پیزوالکتریک در سال ۱۸۸۰ توسط برادران آن‌ها دانششان را از پیروالکتریک با درکشان از ساختار کریستالی اساسی ترکیب کردند که منجر به پیش‌بینی رفتار کریستال‌ها شد و اثبات کردند کریستال‌های خاصیت پیزوالکتریک دارند و Rochelle salt بیش‌ترین پیزوالکتریک را در خود انباشته می‌کنند. اگرچه Curies اثر پیزوالکتریک معکوس را پیش‌بینی نکرد، اثر معکوس با روابط ریاضی توسط Gabriel Lippmann در سال ۱۸۸۱ از قوانین ترمودینامیک نتیجه شد. بلافاصله وجود اثر معکوس را تأیید کرد و به تحقیقات خود ادامه داد تا اثبات کامل تغییر شکل الکتریکی- الاستیکی -مکانیکی سرامیک های پیزوالکتریک را بدست آورد.

خاصیت پیزوالکتریک اثر ترکیب شده‌ی رفتار الکتریکی ماده است.