Özgün Sarıoğuz 30090322 week1

Piezoelektrik sensörler

Piezo kelimesi Yunanca’da “sıkıştırmak, kuvvet uygulamak” anlamına gelir. Piezoelektrik en basit tanımıyla, bir malzemenin basınç altında elektrik yük veya elektrik alan değiştirebilme özelliğidir.

Piezoelektrik malzemeler ters etki gösterirler; üzerlerine basınç uygulandığında voltaj üretir, aynı şekilde elektrik akım uygulandığında ise bir strain (şekil değiştirme) gösterirler. Yani piezoelektrik özellik hem aktüatör hem de sensör olarak kullanılabilir. (Akustik) Basıncı elektriğe çevirme prensibinden yararlanan sensörlere örnek olarak piezoelektrik mikrofon, elektriği (akustik) basınca çevirme prensibinden yararlanan aktüatörlere ise piezoelektrik hoparlörler gösterilebilir.

Piezoelektrik trandüserlerde (aktüatör-sensör özellikli) genelde polarize kristal malzemelerin piezoelektrik özelliğinden faydalanlır (Quartz gibi). Polarize kristal malzemeler dominant şekilde kullanılmasına rağmen, gelişmekte olan malzeme, nanoteknoloji gibi bilim dalları sayesinde artık piezoelektrik özellikli polimerik ve seramik malzemeler de üretilmektedir. Bu gibi malzemeler; yaygınlık, üretebilirlik, bulunurluk ve fiyat açısından sensörlerde ciddi kazanımlar sağlayacaktır.

Piezoelektrik transdüserler yüksek hassaslığa sahiptir ve mikrofon, hassas terazi, ivme ölçer, hareket algılayıcılar gibi hassas kuvvet, yer değiştirme, basınç vb ölçüm yapan aygıtlarda kullanılırlar.

                

Bir piezoelektrik kristalin kuvvet sensöründe kullanımında, öncelikle kristalin kapasitör oluşturulmak amacıyla iki metal levha arasına yerleştirilmesi gerekir. Uygulanan kuvvet sonucunda kristal, bir elektrik yük oluşturacak, bu yük kapasitör tarafından gerilime çevrilip monitöre iletilecek ve gerilim ölçülecektir. (Kapasitör: V= q / C )

Piezoelektrik sensörler ucuz, güvenilir ve dayanıklı olduklarından endüstride çoğu alanda, ilaç sanayinde ve askeri sanayide sıklıkla kullanılırlar. Örneğin elektromanyetik dalgalardan etkilenen elektronik cihazlar yerine güvenilirlik istenen bölgelerde tercih edilebilirler.

1.      http://www.wisegeek.org/what-is-a-piezoelectric-transducer.htm

2.      http://soundlab.cs.princeton.edu/learning/tutorials/sensors/node7.html

3.      http://machinedesign.com/sensors/sensor-sense-piezoelectric-force-sensors