압전 센서란 무엇입니까? 윈드컵 풍속 센서란?
1. 센서 소개
센서(영문명: transducer/sensor)는 측정된 정보를 감지하고 감지된 정보를 특정 규칙에 따라 전기 신호 또는 기타 필요한 정보 출력 형식으로 변환하여 정보 전송, 처리, 저장 요구 사항을 충족할 수 있는 감지 장치입니다. , 디스플레이, 녹음 및 제어. 센서의 종류가 다양하기 때문에 이 기사에서는 압전 센서와 윈드컵 풍속 센서만 소개합니다.
2. 압전 센서
우선, 압전 센서에 관한 몇 가지 관련 지식을 살펴보겠습니다. 압력센서는 산업현장에서 가장 많이 사용되는 센서로, 우리가 일반적으로 사용하는 압력센서는 주로 압전효과를 이용하여 제작된다. 이러한 센서를 압전 센서라고도 합니다.
압전센서에 주로 사용되는 압전재료로는 석영, 주석산나트륨칼륨, 인산이수소암모늄 등이 있다. 그 중 석영(이산화규소)은 천연결정으로, 이 결정에서 압전효과가 나타난다. 특정 온도 범위 내에서는 압전 특성이 항상 존재하지만, 이 범위를 초과하는 온도에서는 압전 특성이 완전히 사라진다(이 높은 온도를 소위 '퀴리점'이라 한다). 응력의 변화에 따라 전기장이 조금씩 변하기 때문에(즉, 압전 계수가 상대적으로 낮음) 석영은 점차 다른 압전 결정으로 대체됩니다. 타르타르산나트륨칼륨은 압전 감도와 압전 계수가 우수하지만 실내 온도와 습도가 상대적으로 낮은 환경에서만 적용할 수 있습니다. 인산이수소암모늄은 인공결정으로 고온, 비교적 높은 습도에 견딜 수 있어 널리 사용되어 왔다.
3. 윈드 컵 풍속 센서
압전 센서 관련 지식을 이해한 후, 윈드컵 맞춤형 센서의 일부 내용을 살펴보겠습니다.
윈드컵 풍속 센서는 영국의 로빈슨(Robinson)이 처음 발명한 매우 일반적인 풍속 센서입니다. 중국에서는 윈드컵 풍속 센서가 널리 사용되었습니다. 바람 컵 풍속 센서의 감지 부분은 3개 또는 4개의 원뿔형 또는 반구형 빈 컵으로 구성됩니다. 중공 컵 쉘은 120도 각도로 세 개의 별 모양 브래킷에 고정되거나 90도 각도로 십자형 브래킷에 서로 고정됩니다. 컵의 오목한 표면은 한 방향으로 배열되고 전체 크로스 암 프레임은 수직 회전축에 고정됩니다.
바람이 왼쪽에서 불 때, 윈드컵(1)은 바람방향과 평행하고, 윈드컵(1) 축에 가장 직각인 방향에서 윈드컵(1)에 가해지는 바람의 압력의 성분력은 대략 0이다. 윈드 컵 2와 3은 바람 방향과 60도 각도로 교차합니다. 윈드 컵 2의 경우 오목한 표면이 바람을 향하고 가장 큰 풍압을 견뎌냅니다. 윈드컵3은 바람을 향하는 볼록한 표면을 갖고 있으며, 그 주변의 바람으로 인해 윈드컵2보다 풍압이 작아집니다. 윈드컵2와 윈드컵3의 축에 수직인 방향의 압력차이로 인해 윈드 컵, 윈드 컵이 시계 방향으로 회전하기 시작합니다.
윈드컵이 회전하기 시작한 후, 컵(2)이 바람의 방향을 따라 회전하기 때문에 바람의 압력은 상대적으로 감소하고, 컵(3)은 동일한 속도로 바람에 대항하여 회전하므로 풍압이 상대적으로 증가하고 풍압 차이가 발생합니다. 계속 감소하고 있어요. 일정 시간(일정 풍속)이 지난 후 세 개의 윈드 컵에 작용하는 부분 압력 차이가 0이 되면 윈드 컵은 균일한 속도로 회전합니다. 이러한 방식으로, 윈드컵의 속도(초당 회전수)에 따라 풍속을 결정할 수 있습니다.
윈드 컵이 회전하면 동축 다치형 절단 디스크 또는 자성 막대가 회전하여 회로를 통해 윈드 컵의 속도에 비례하는 펄스 신호를 얻습니다. 펄스 신호는 카운터에 의해 계산되며 변환 후 실제 풍속 값을 얻을 수 있습니다. 현재 새로운 로터 풍속계는 3개의 컵을 사용하며, 원추형 컵의 성능이 반구형 컵보다 우수합니다. 풍속이 증가하면 로터는 공기 흐름 속도에 맞게 속도를 빠르게 증가시킬 수 있습니다. 관성의 영향으로 풍속이 감소하면 풍속은 즉시 떨어지지 않습니다. 회전식 풍속계는 일반적으로 돌풍이 불 때 풍속이 너무 높음을 나타내며 효과가 매우 큽니다(약 10%의 평균 오차 발생).
