Tugas Ringkasan 12 ( Reyhan Aulia Ega Tama / 41407010013 )

Piezoelektrik Sensor

Prinsip Kerja

Piezoelektrisitas adalah kemampuan dari suatu benda (pada umumnya kristal dan keramik) untuk menghasilkan potensial listrik sebagai response terhadap tekanan mekanik yang diberikan. Efek piezoelektrik adalah suatu efek yang reversible, dimana terdapat efek piezoelektrik langsung (direct piezoelectric effect) dan efek piezoelektrik balikan (converse piezoelectric effect). Efek piezoelektrik langsung adalah produksi potensial listrik akibat adanya tekanan mekanik. Sedangkan efek piezoelektrik balikan adalah produksi tekanan akibat pemberian tegangan listrik, contohnya adalah kristal lead zirconate titanate yang akan mengalami perubahan dimensi sampai maksimal 0.1 % jika diberi tegangan listrik.

Pada sebuah kristal piezoelektrik, muatan listrik positif dan muatan listrik negatif adalah terpisah, namun tersebar secara simetris. Sehingga secara keseluruhan kristal bersifat netral.

Gambar 1. Penampang penyebaran muatan listrik dari kristal piezoelektrik.

Masing-masing sisi membentuk kutub listrik. Dan ketika suatu tekanan mekanik diterima oleh kristal piezoelektrik bentuk simetris dari tiap-tiap muatan listrik tersebut berubah menjadi tidak simetris yang akan menghasilkan tegangan listrik. Sebagai contoh, 1 cm kubik kristal quartz dengan tekanan mekanik sebesar 2000 Newton akan menghasilkan tegangan listrik sebesar 12500 Volt. Berdasarkan arah datangnya tekanan, terdapat tiga operasi yang dapat dilakukan yaitu transverse effect, longitudinal effect, dan shear effect. Berdasarkan teknologi piezoelektrik beberapa besaran fisika dapat diukur, yang paling umum adalah tekanan dan kecepatan. Spesifikasi Piezoelektrisitas adalah efek gabungan dari sifat elektris bahan yaitu Fluks listrik, Permitivitas listrik, Medan listrik. Hukum Hooke.

Penggunaan Piezoelektrik Sensor

Pendeteksian jenis-jenis tekanan dalam bentuk Suara adalah bentuk dasar dari aplikasi sensor misalnya, Piezoelektrik mikropon (gelombang suara akan membengkokkan materi piezoelektrik, kemudian membuat perubahan tegangan listrik) dan Piezoelektrik pickup yang digunakan pada Gitar Listrik. Piezo sensor diletakan pada bagian intrumen yang di kenal sebagai kontak mikropon. Piezoelektrik sensor secara khusus juga digunakan pada frekuensi suara yang tinggi pada Ultrasonic tranducer untuk pencitraan Medis dan juga pada test industri nondestruktif (NDT).

Untuk beberapa teknik sensor, sensor dapat bertindak sebagai sensor dan juga sebagai aktuator, seringkali istilah transducer lebih disukai ketika alat itu memiliki dua kemampuan, namun kebanyakan alat piezoelektrik memiliki dua kemampuan tersebut baik digunakan atau tidak. Ultrasonik transducer contohnya, ia dapat memasukkan gelombang ultra pada dirinya dan juga menerima hasil dari gelombang itu dan mengubahnya menjadi sinyal elektrik. kebanyakan sensor suara ultrasonik pada alat kesehatan adalah piezoelektrik. Selain yang disebutkan di atas, jenis aplikasi sensor juga termasuk Piezoelektrik elemen yang juga digunakan untuk mendeteksi dan pembangkit gelombang sonar. Piezoelektrik mikrobalance digunakan sebagai sensor bilolog dan kimia yang sangat sensitif. Piezoelektrik terkadang digunakan pada meteran tegangan.

Sistem manajemen mesin pada otomotif juga menggunakan piezoelektrik tranducers untuk mendeteksi adanya letupan, dengan men-sampling getaran blok mesin. Piezoelektrik tranducers juga digunakan pada unit drum elektrik untuk mendeteksi sentuhan stik drum.