История развития пьезоэлектричества - Пьезоэлектрические датчики
История развития пьезоэлектричества насчитывает более 120 лет. В 1880 г. Пьер и Жак Кюри обнаружили, что под воздействием силы на поверхности некоторых материалов возникают электрические заряды. Этот эффект был назван прямым пьезоэффектом, электричество, вызванное механическим давлением, - пьезоэлектричеством, а материалы, в которых происходит это явление, - пьезоэлектрическими (кварц, турмалин, сегнетова соль и др.) [5]. Г. Липман в 1881 г. предсказал, что электрическое напряжение, приложенное к пьезоэлектрическому материалу, должно вызывать в нем механическое напряжения и упругие деформации [8]. Это явление было названо обратным пьезоэффектом: слово "пьезо" (piezo) заимствовано из греческого и означает "давлю".
Практическое применение пьезоэлектрического эффекта началось с 1917 г., когда французский физик Поль Ланжевен предложил использовать ультразвуковой эхолокационный прибор для обнаружения подводных объектов. В этом приборе в качестве излучателя и приемника ультразвуковых сигналов использовались кварцевые пластинки, вмонтированные между стальными накладками, понижающими резонансную частоту преобразователя [7]. Вначале ультразвуковой локатор Ланжевена использовался в качестве Эхолота; его усовершенствование привело к созданию современных ультразвуковых эхолокаторов, широко применяемых для обнаружения различных подводных препятствий и подводных лодок. После изобретения Ланжевена появились первые разработки пьезоэлектрических микрофонов, телефонов, звукоснимателей, приборов для звукозаписи, устройств для измерений вибраций,
Сил и ускорений и т. д. Следующим этапом в истории применения пьезоэлектричества было использование пьезоэлектрических пластинок и стержней в качестве элементов, стабилизирующих частоту электронных высокочастотных генераторов. Это применение основано на сильной зависимости электрического импеданса пьезоэлемента от частоты вблизи механического резонанса [3]. В 1925 г. пьезоэлектрическая пластинка была впервые применена для измерения акустических свойств вещества: Г. Пирс использовал ее в акустическом интерферометре для измерения скорости ультразвука в газах [14]. Важным этапом применения пьезоэлектричества для практических целей было открытие возможности обнаружения внутренних дефектов в твердых телах при помощи ультразвуковых волн: в 1928 г. С. Я. Соколов получил авторское свидетельство СССР на изобретение первого ультразвукового дефектоскопа [47].
Следующим шагом в использовании пьезоэлектрических преобразователей в ультраакустических исследованиях веществ было развитие методов измерения скорости и поглощения ультразвука, основанных на эффекте дифракции света на ультразвуковых волнах.
Этот эффект открыли в 1932 г. Р. Дебай и Ф. Сире [6] и независимо от них Р. Люка и П. Бикар [9]. Работы, в которых этот метод использовался для измерения скорости и поглощения ультразвука в жидкостях и твердых телах, начали появляться начиная с 1936 г. В 1944 г. в физическом институте им. Лебедева АН СССР Б. М. Вул и И. П. Гольдман впервые в мире методом синтеза получили пьезокерамический титанат бария (ВаТЮз) [21, 22]. На основе титаната бария, поляризованного в сильном электрическом поле, были разработаны первые пьезокерамические электроакустические преобразователи [10, 18], которые привлекли к себе внимание сильно выраженными пьезоэлектрическими свойствами, простотой технологии изготовления преобразователей различных конфигураций и сравнительной дешевизной исходных материалов.
Быстрыми темпами расширялись области применения пьезоэлектрических преобразователей в послевоенные годы. Появился целый ряд новых областей,:ультразвуковые линии задержки, ультразвуковая медицинская терапия и диагностика, уровнемеры, приборы для непрерывного промышленного контроля физико-химических свойств веществ и другие приборы. Вместе с тем актуальной стала разработка более эффективных электроакустических
Преобразователей. Поэтому во многих странах большое внимание уделялось разработке новых пьезоэлектрических материалов. Развитие теории и практики пьезоэлектрических устройств связано также с именами У. Мэзона, Л. Бергмана, У. Кэди, Р. Тэрстона, Г. В. Катца, М. Оное, Г. Тирстена [и др., а также отечественных ученых Н. Н. Андреева, A. А. Харкевича, В. Домаркаса и Р. Кажиса, В. В. Малова, А. Н. Куценко [34], Л. Я. Гутина [26], Н. А. Шульги и A. M. Болкисева [53], В. В. Лавриненко [35], И. А. Глозмана [23], С. И. Пугачева [46], О. П. Крамарова [32], А. Ф. Улитко [49], И. Г. Минаева [41], А. И. Трофимова [48], А. Е. Колесникова [31], М. В. Королева [32], И. Н. Ермолова [29], Р. Г. Джагупова [27], B. М. Плужникова [42], П. О. Грибовского [25], П. Г. Позднякова [43], В. М. Шарапова [51, 52] и др.
Датчик устройство материал пьезоэлектрический
Похожие статьи
-
Примеры современных пьезоэлектрических датчиков - Пьезоэлектрические датчики
1. ПД-4, ПД-6 - пьезоэлектрические датчики пульсации давления В топливном трубопроводе дизельного двигателя. Описание и технические характеристики...
-
Материалы для изготовления - Пьезоэлектрические датчики
Наиболее перспективным пьезоэлектрическим материалом является пьезокерамика. Возможность использования пьезокерамики в приборостроении и автоматике...
-
Классификация пьезоэлектрических датчиков - Пьезоэлектрические датчики
Пьезоэлектрические датчики содержат кристаллы или текстуры, электризующиеся под действием механических напряжений (прямой пьезоэффект) и деформирующиеся...
-
Введение - Пьезоэлектрические датчики
У некоторых материалов наблюдается эффект электрической поляризации, изменяющейся при любой механической деформации материла. Когда к небольшому образцу...
-
История создания и развития телевидения в мире - Переход от черно-белого телевидения к цветному
Периодом зарождения телевидения считают 70-е года IXX-ого столетия. Тогда было уже накоплено достаточно много знаний в электротехнике, в ее практическом...
-
Принцип работы пьезоэлектрического датчика на примере датчика давления - Пьезоэлектрические датчики
Рассмотрим работу пьезоэлектрического датчика на примере датчика давления. На рис. 1 показано, как можно воспользоваться пьезоэлектрическим эффектом в...
-
Введение, История развития транспорта нефти - История и традиции компании "Транснефть"
В 1863 году Д. И. Менделеев, гениальный русский ученый, открывший, в частности, один из фундаментальных законов мироздания - периодический закон...
-
Ранняя история: ПК в офисе - История развития IBM PC
Целый ряд решений, которые приняли в начале 80-х тогдашние руководители IBM, оказали кардинальное влияние на весь последующий ход развития компьютерной...
-
Библиография - История развития IBM PC
1. Алексенко А. Г., Галицын А. А. и др. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах: Программирование, типовые решения, методы...
-
Последняя разработка - История развития БелАЗ
Карьерный самосвал грузоподъемность спецтехника Карьерный самосвал БелАЗ-75710 грузоподъемностью 450 т (500 коротких тонн) с электромеханической...
-
2000-е годы - История развития БелАЗ
В начале нового тысячелетия стартовал процесс технического перевооружения завода, которое на сегодняшний день подходит к логическому завершению. Согласно...
-
90 - е годы - История развития БелАЗ
Первая машина нового поколения появилась в 1995 г. Это был 55-ти тонный БелАЗ-7555, для которого предлагали на выбор дизели ЯМЗ, MTU или Cummins...
-
Новая история: стандарт VGA - История развития IBM PC
апреле 1987 г. новинка от IBM действительно увидела свет. Это было семейство компьютеров PS/2. Но с выпуском этой серии IBM просчиталась во многих...
-
Развитие дальней телефонной связи - История телефонных сетей общего пользования
Развитие междугородной телефонной связи в нашей стране началось в 80-х годах XIX века, раньше, чем в некоторых других странах Европы. Первая...
-
Перспективы развития электроники - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Современные состояние развития электроники заключается в переход от микротехнологии к нанотехнологии. Прогресс в развитии науки и технологии,...
-
Заключение - История развития IBM PC
Итак, в ходе нашего исследования мы пришли к следующим выводам: - IBM PC/AT - это персональный компьютер поддерживающий программное обеспечение, команды...
-
Выпуск первых компьютеров Macintosh - История развития IBM PC
Однако самым важным событием 1984 г. (если не считать появления PC AT) был выпуск первых компьютеров Macintosh с графическим (и только графическим!)...
-
История развития договора транспортной экспедиции В данном параграфе отражены периоды развития договора транспортной экспедиции. Изучая научные труды и...
-
Современные волоконно-оптические датчики позволяют измерять почти все. Например, давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, скорость...
-
В терминах электроники измерительный преобразователь определяется обычно как прибор, преобразующий неэлектрическую физическую величину (называемую...
-
"Введение, этапы развития электроники" - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Электроника-область науки, техники и производства, охватывающая изучение физических основ, исследование, разработку и принципы использования приборов,...
-
Компьютеры первого поколения., Компьютеры второго поколения. - Этапы развития ЭВМ с 1950 по наши дни
Первое поколение.(1945-1954) - компьютеры на электронных лампах. Это доисторические времена, эпоха становления вычислительной техники. Большинство машин...
-
Пьезоэлектрический преобразователь - Системы телекоммуникации
Пьезоэлектрический преобразователь (рисунок 4) основан на использовании пьезоэлектрического эффекта кристаллов кварца, турмалина, сегнетовой соли....
-
Первые попытки создания датчиков на основе оптических волокон можно отнести к середине 1970-х годов. Публикации о более или менее приемлемых разработках...
-
Датчики знімання ЕКС - Температурні датчики. Термістори
Всі пристрої знімання медичної інформації поділяють на 2 групи: електроди і датчики (перетворювачі). Електроди використовуються для знімання електричного...
-
История изобретения телефона Вещи вокруг нас: мебель, одежда, утварь... Материальная основа нашего бытия. Их приобретают и ценят, как правило, ради...
-
Датчик температуры наружного воздуха ДТНВ представляет собой термочувствительный элемент, выходное напряжение которого меняется пропорционально изменению...
-
Современное конвейерное оборудование и тенденции его развития
Одним из наиболее прогрессивных видов транспорта, обеспечивающих высокую производительность при больших грузопотоках, является конвейерный транспорт. В...
-
Автоматика -- это передний край научно-технического прогресса. В области автоматики изменения происходят очень быстро. Элементы автоматики непрерывно...
-
Сооружения и устройства станции должны находиться в постоянной исправности и чистоте. Начальник станции обязан осуществлять контроль за исправным...
-
Заключение. - Этапы развития ЭВМ с 1950 по наши дни
ЭВМ - электронно-вычислительные машины. Компьютер рассчитывает конструкцию космического корабля, управляет его полетом. Компьютер предсказывает погоду....
-
История, Определения - Триггеры: общая характеристика
Схемы из патента Икклза и Джордана 1918 г., один (фиг.1) нарисован как два инвертирующих каскада усилителя с положительной обратной связью, другой...
-
Современные компьютеры. - Этапы развития ЭВМ с 1950 по наши дни
Consumer PC (массовый ПК)."Массовый (или домашний) компьютер" - на сегодняшний день понятие очень широкое. Согласно спецификации PC99 большинство...
-
Протокол ARTCP, предложенный в этой работе, способен работать более эффективно и качественно, чем TCP, однако можно выделить несколько направлений...
-
Комплексні випробування датчику тиску Експериментальні випробування та дослідження є основним способом отримання інформації про параметри та...
-
История развития информатики Информатика-наука об общих свойствах и закономерностях информации, а также методах ее поиска, передачи, хранения, обработки...
-
Транспортные услуги - Пути развития транспортной сферы в мировой экономике
К поставщикам услуг на транспорте относятся различные логистические компании, осуществляющие грузовые, пассажирские перевозки, авиакомпании, а также...
-
Климатические и механические воздействия, устанавливаются для нормальных или рабочих условий применения и предельных условий транспортирования (ГОСТ...
-
Перспективы развития Интернет-телефонии - IP-телефония и традиционные телефонные сети
Существует мнение, что концепция передачи голоса по сети с помощью персонального компьютера зародилась в Университете штата Иллинойс (США). В 1993 г....
-
Пьезорезонансные преобразователи - Преобразователь пьезоэлектрический
ПЬЕЗОРЕЗОНАНСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УСИЛИЙ Работа пьезорезонансных датчиков механических величин основывается на преобразовании измеряемого воздействия в...
История развития пьезоэлектричества - Пьезоэлектрические датчики