Что такое пьезометр?
Пьезометр — это измерительный прибор, предназначенный для определения различных физических величин, таких как сила, давление или уровень вибрации. Его работа базируется на фундаментальном физическом явлении — пьезоэлектрическом эффекте.
Принцип прямого пьезоэффекта
Суть эффекта заключается в следующем: при механическом воздействии на определённые типы кристаллов, например, их сжатии или растяжении, на противоположных гранях возникают электрические заряды. Ключевая особенность — величина образующегося заряда прямо пропорциональна приложенной силе. Это свойство и позволяет использовать кристаллы в качестве высокочувствительных датчиков.
Обратный пьезоэффект и его применение
Явление является обратимым. Если к тем же кристаллическим образцам приложить внешнее электрическое напряжение, они начнут деформироваться — сжиматься или расширяться в зависимости от полярности напряжения. Эта способность преобразовывать электрическую энергию в механические колебания нашла широкое применение в технике. Обратный пьезоэффект активно используется для генерации, а также для приёма акустических волн, включая звуковые и ультразвуковые частоты. Таким образом, одни и те же пьезоэлементы могут выступать и как излучатели, и как приёмники колебаний.