pietsotransduktoreilla

Pietsotransduktorit ovat laitteita, jotka käyttävät piezoelektrisiä ominaisuuksia muuntaakseen mekaanisen energian sähköenergiaksi tai päinvastoin. Ne voivat toimia sekä antureina että aktuaattoreina: suora piezoelektrinen efekti tuottaa sähkövarausta rasituksesta, ja käänteinen efekti aiheuttaa mekaanista venymää tai liikettä sovitettavalla jännitteellä.

Materiaalit ja rakenne: Yleisimmät materiaalit ovat keraamiset PZT-pohjaiset aineet (esim. PbZrTiO3) sekä kvartsia ja polymeerisiä PVDF-tyyppejä. Elementtejä voidaan valmistaa levy-, kiekko- tai putkimallisina sekä liitettäviä rakennuksia, jotka soveltuvat erilaisiin taajuus- ja voimamääriin.

Sovellukset: Antureina pietsotransduktorit mittaavat mekaanista voimaa, epäjatkuvuuksia, kiihtyvyyksiä ja paineita sekä toimivat mikrofoneina ja ultrasonisen säätötekniikan osina. Aktuaattoreina ne tarjoavat nopeaa ja tarkkaa lineaarista liikettä sekä voimaa pienissä tiloissa, hyödyntäen niitä esimerkiksi nanopositionoinnissa, optisessa säätötekniikassa ja ultrasonografiassa.

Ominaisuudet ja rajoitteet: Pietsotransduktorit ovat usein herkkiä ja laajalla taajuusvalikoimalla sekä nopealla vasteella. Haasteita muodostavat korkeat jännitteet, lämpötilariippuvuus, ikääntyminen sekä kimmoton hauraus keraamisissa materiaaleissa. Valinta materiaalin ja rakenteen mukaan vaikuttaa suorituskykyyn, vakiotarkkuuteen ja käyttöikä.