¿Por qué el sensor de desplazamiento de vibración convierte la señal de vibración en una señal eléctrica?

Las cerámicas piezoeléctricas tienen propiedades sensibles y pueden convertir vibraciones mecánicas extremadamente débiles en señales eléctricas. En realidad se trata de una cerámica ferroeléctrica polarizada con efecto piezoeléctrico. El llamado efecto piezoeléctrico significa que cuando ciertos medios se someten a presión mecánica, incluso si la presión es tan pequeña como la vibración de una onda sonora, se producirán cambios de forma como compresión o alargamiento, lo que provocará que la superficie del medio se cargue. es el efecto piezoeléctrico positivo. Por el contrario, cuando se aplica un campo eléctrico de excitación, el medio sufrirá una deformación mecánica, lo que se denomina efecto piezoeléctrico inverso. En otras palabras, las cerámicas piezoeléctricas tienen la función de conversión y conversión inversa entre energía mecánica y energía eléctrica. Los franceses descubrieron el efecto piezoeléctrico a finales del siglo XIX. En la década de 1940 apareció el primer material cerámico piezoeléctrico, el titanato de bario. Desde la década de 1960 hasta la de 1970, las cerámicas piezoeléctricas se mejoraron continuamente y se utilizaron ampliamente.

Los materiales cerámicos piezoeléctricos se suelen convertir en paralelepípedos rectangulares. Cuando una fuerza externa actúa sobre las dos superficies correspondientes en una determinada dirección, se producirá una acumulación de carga en las dos superficies de la cerámica piezoeléctrica y la magnitud de la carga es proporcional a la magnitud de la fuerza. En este momento, la cerámica piezoeléctrica equivale a un condensador con material piezoeléctrico como medio

. El voltaje del circuito abierto U = Q/C a través del capacitor. Q es la carga en la placa, que es proporcional a la fuerza externa. Generalmente, la carga Q es muy pequeña, por lo que la U inducida también es muy pequeña. Si el circuito detecta el cambio de U, podrá saber si vibra.

Normalmente, el chip cerámico piezoeléctrico no tiene salida de señal de voltaje, el relé no funciona, la alarma no suena y la alarma está en estado de alerta.

Cuando el sonido de vibración mecánica se genera externamente, el chip cerámico piezoeléctrico detecta el sonido de vibración y lo convierte en una señal de voltaje. Esta señal de voltaje se amplifica para hacer que el relé funcione, el contacto del relé se cierre y. el circuito de alarma se enciende, dando así la alarma con fuerza.