Qu'est-ce qu'un capteur piézoélectrique ? Qu'est-ce qu'un capteur de vitesse du vent à coupe-vent ?
1. Introduction aux capteurs
Un capteur (nom anglais : transducer/sensor) est un dispositif de détection qui peut détecter les informations mesurées et convertir les informations détectées en signaux électriques ou en d'autres formes requises de sortie d'informations selon certaines règles pour répondre aux exigences de transmission, de traitement et de stockage des informations. , affichage, enregistrement et contrôle. En raison des nombreux types de capteurs, dans cet article, l'éditeur présente uniquement le capteur piézoélectrique et le capteur de vitesse du vent à coupelle.
2. Capteur piézoélectrique
Tout d’abord, jetons un coup d’œil à quelques connaissances pertinentes sur les capteurs piézoélectriques. Les capteurs de pression sont les capteurs les plus couramment utilisés dans la pratique industrielle, et les capteurs de pression que nous utilisons habituellement sont principalement fabriqués par effet piézoélectrique. De tels capteurs sont également appelés capteurs piézoélectriques.
Les matériaux piézoélectriques principalement utilisés dans les capteurs piézoélectriques comprennent le quartz, le tartrate de potassium et de sodium et le dihydrogénophosphate d'ammonium. Parmi eux, le quartz (dioxyde de silicium) est un cristal naturel, et l'effet piézoélectrique se retrouve dans ce cristal. Dans une certaine plage de température, la propriété piézoélectrique existe toujours, mais lorsque la température dépasse cette plage, la propriété piézoélectrique disparaît complètement (cette température élevée est ce qu'on appelle le « point de Curie »). Étant donné que le champ électrique change légèrement avec le changement de contrainte (c'est-à-dire que le coefficient piézoélectrique est relativement faible), le quartz est progressivement remplacé par d'autres cristaux piézoélectriques. Le tartrate de potassium et de sodium a une grande sensibilité piézoélectrique et un grand coefficient piézoélectrique, mais il ne peut être appliqué que dans un environnement avec une température et une humidité ambiantes relativement basses. Le dihydrogénophosphate d'ammonium est un cristal artificiel, qui peut résister à des températures élevées et à une humidité relativement élevée, il a donc été largement utilisé.
3. Capteur de vitesse du vent à coupe-vent
Après avoir compris les connaissances pertinentes du capteur piézoélectrique, jetons un coup d'œil à certains contenus du capteur personnalisé de coupe-vent.
Le capteur de vitesse du vent à coupe-vent est un capteur de vitesse du vent très courant, qui a été inventé pour la première fois par Robinson en Angleterre. En Chine, le capteur de vitesse du vent à coupe-vent a été largement utilisé. La partie de détection du capteur de vitesse du vent à coupelle à vent est composée de trois ou quatre coupelles vides coniques ou hémisphériques. La coque creuse est fixée sur les supports en forme d'étoile à trois branches à 120 degrés ou sur les supports en forme de croix à 90 degrés les uns par rapport aux autres. Les surfaces concaves des coupelles sont disposées dans une seule direction et l'ensemble du cadre à bras transversaux est fixé sur un axe de rotation vertical.
Lorsque le vent souffle de la gauche, la coupelle à vent 1 est parallèle à la direction du vent, et la force composante de la pression du vent sur la coupelle à vent 1 dans la direction la plus perpendiculaire à l'axe de la coupelle à vent est approximativement nulle. Les coupelles à vent 2 et 3 coupent la direction du vent à un angle de 60 degrés. Pour la coupelle à vent 2, sa surface concave fait face au vent et supporte la plus grande pression du vent ; La coupelle à vent 3 a une surface convexe faisant face au vent, et le vent qui l'entoure rend la pression du vent inférieure à celle de la coupelle à vent 2. En raison de la différence de pression entre la coupelle à vent 2 et la coupelle à vent 3 dans la direction perpendiculaire à l'axe du coupe-vent, la coupe-vent commence à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre.
Une fois que la coupelle à vent commence à tourner, parce que la coupelle 2 tourne dans la direction du vent, la pression du vent diminue relativement, tandis que la coupelle 3 tourne contre le vent à la même vitesse, la pression du vent augmente relativement et la différence de pression du vent ne cesse de diminuer. Après une période de temps (vitesse du vent constante), lorsque la différence de pression partielle agissant sur les trois coupelles à vent est nulle, les coupelles à vent tournent à une vitesse uniforme. De cette façon, la vitesse du vent peut être déterminée en fonction de la vitesse de la coupelle à vent (tours par seconde).
Lorsque la coupelle à vent tourne, elle entraîne la rotation du disque de coupe coaxial à plusieurs dents ou de la tige magnétique et obtient un signal d'impulsion proportionnel à la vitesse de la coupelle à vent à travers le circuit. Le signal d'impulsion est compté par le compteur et la valeur réelle de la vitesse du vent peut être obtenue après conversion. À l'heure actuelle, le nouvel anémomètre à rotor utilise trois coupelles et les performances de la coupelle conique sont meilleures que celles de la coupelle hémisphérique. Lorsque la vitesse du vent augmente, le rotor peut rapidement augmenter la vitesse pour correspondre à la vitesse du flux d'air. Lorsque la vitesse du vent diminue, en raison de l’influence de l’inertie, la vitesse du vent ne diminuera pas immédiatement. Les anémomètres rotatifs indiquent généralement une vitesse de vent trop élevée en rafales et ont un effet démesuré (produit une erreur moyenne d'environ 10 pour cent).
