پیزو الیکٹرک پریشر سینسر پیزو الیکٹرک اثر کے اصول پر کام کرتے ہیں۔ پیزو الیکٹرک اثر اس وقت ہوتا ہے جب بعض ڈائی الیکٹرک مواد ایک خاص سمت میں کسی قوت کے تحت بگڑ جاتے ہیں، جس کے نتیجے میں اندرونی پولرائزیشن اور ان کی دو مخالف سطحوں پر مخالف چارجز ظاہر ہوتے ہیں۔ جب طاقت کو ہٹا دیا جاتا ہے، مواد اپنی غیر چارج شدہ حالت میں واپس آتا ہے؛ اس رجحان کو ڈائریکٹ پیزو الیکٹرک اثر کہا جاتا ہے۔ جب قوت کی سمت بدل جاتی ہے تو چارجز کی قطبیت بھی بدل جاتی ہے۔
اس کے برعکس، جب ڈائی الیکٹرک مواد کی پولرائزیشن سمت کے ساتھ برقی فیلڈ کا اطلاق ہوتا ہے، تو یہ بگڑ جاتا ہے۔ جب برقی میدان کو ہٹا دیا جاتا ہے، اخترتی غائب ہو جاتی ہے؛ اس رجحان کو الٹا پیزو الیکٹرک اثر کہا جاتا ہے۔ پیزو الیکٹرک پریشر سینسرز کئی اقسام اور ماڈلز میں آتے ہیں، اور لچکدار سینسنگ عنصر اور قوت برداشت کرنے والے میکانزم کی بنیاد پر ڈایافرام اور پسٹن کی اقسام میں درجہ بندی کی جا سکتی ہے۔ ڈایافرام قسم کے سینسر بنیادی طور پر ایک جسم، ایک ڈایافرام، اور ایک پیزو الیکٹرک عنصر پر مشتمل ہوتے ہیں۔ پیزو الیکٹرک عنصر کو جسم پر سہارا دیا جاتا ہے، اور ڈایافرام ناپے ہوئے دباؤ کو پیزو الیکٹرک عنصر میں منتقل کرتا ہے، جو پھر ایک برقی سگنل دیتا ہے جو ناپے ہوئے دباؤ کے متناسب ہوتا ہے۔ اس قسم کے سینسر کی خصوصیات اس کے چھوٹے سائز، اچھی متحرک خصوصیات، اور اعلی-درجہ حرارت کی مزاحمت ہے۔ جدید پیمائشی ٹیکنالوجی سینسر کی کارکردگی پر تیزی سے زیادہ مطالبات رکھتی ہے۔
مثال کے طور پر، اندرونی دہن کے انجن کے اشارے کے خاکے کی پیمائش اور پلاٹ کے لیے پریشر سینسر استعمال کرتے وقت، پیمائش کے دوران پانی کو ٹھنڈا کرنے کی اجازت نہیں ہے، اور سینسر کو اعلی درجہ حرارت کو برداشت کرنے اور سائز میں چھوٹا ہونا چاہیے۔ پیزو الیکٹرک مواد ایسے پریشر سینسر تیار کرنے کے لیے بہترین موزوں ہیں۔ کوارٹز ایک بہترین پیزو الیکٹرک مواد ہے، اور اس میں پیزو الیکٹرک اثر دریافت ہوا تھا۔ ایک نسبتاً موثر طریقہ یہ ہے کہ کوارٹج کرسٹل کاٹنے کا طریقہ اعلی-درجہ حرارت کے حالات کے لیے موزوں ہو؛ مثال کے طور پر، XYδ (+20 ڈگری -+30 ڈگری) کٹ کوارٹج کرسٹل 350 ڈگری تک درجہ حرارت کو برداشت کر سکتے ہیں۔ LiNbO3 سنگل کرسٹل کا کیوری پوائنٹ 1210 ڈگری تک ہوتا ہے، جو انہیں اعلی درجہ حرارت کے سینسر بنانے کے لیے ایک مثالی پیزو الیکٹرک مواد بناتا ہے۔
ڈفیوزڈ سلکان کی قسم: ناپے ہوئے میڈیم کا دباؤ براہ راست سینسر کے ڈایافرام (سٹینلیس سٹیل یا سیرامک) پر کام کرتا ہے، جس کی وجہ سے درمیانے درجے کے دباؤ کے متناسب ڈایافرام کی مائیکرو- نقل مکانی ہوتی ہے۔ یہ سینسر کی مزاحمتی قدر میں تبدیلی کا سبب بنتا ہے، جس کا پتہ الیکٹرانک سرکٹری سے ہوتا ہے اور اس دباؤ کے مطابق معیاری پیمائش کے سگنل میں تبدیل ہوتا ہے۔
سیفائر کی قسم: سٹرین گیج کے اصول کو استعمال کرتے ہوئے، یہ سیمی کنڈکٹر سینسنگ عنصر کے طور پر سلکان-نیلم کو استعمال کرتا ہے، جو بے مثال میٹرولوجیکل خصوصیات کا حامل ہے۔
نیلم ایک واحد-کرسٹل انسولیٹنگ عنصر پر مشتمل ہے، جس میں کوئی ہسٹریسس، تھکاوٹ، یا رینگنا نہیں ہے۔ نیلم سلیکون سے زیادہ مضبوط اور سخت ہے، اور اخترتی کے خلاف مزاحم ہے۔ نیلم میں بہترین لچک اور موصلیت کی خصوصیات ہیں (1000 ڈگری تک)۔ اس لیے، سیمی کنڈکٹر سینسنگ عناصر جو سلکان-نیلم کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے ہیں درجہ حرارت کی تبدیلیوں کے لیے غیر حساس ہیں اور اعلی درجہ حرارت پر بھی بہترین آپریٹنگ خصوصیات کو برقرار رکھتے ہیں۔ نیلم میں تابکاری کی مضبوط مزاحمت ہوتی ہے۔ مزید برآں، سلیکون-سیفائر سیمی کنڈکٹر سینسنگ عناصر میں کوئی پی-ڈرفٹ نہیں ہے، جو بنیادی طور پر مینوفیکچرنگ کے عمل کو آسان بناتا ہے، دہرانے کی صلاحیت کو بہتر بناتا ہے، اور اعلی پیداوار کو یقینی بناتا ہے۔
سلکان کے ساتھ بنائے گئے پریشر سینسرز اور ٹرانسمیٹر-سیفائر سیمی کنڈکٹر سینسنگ عناصر عام طور پر سخت ترین حالات میں کام کر سکتے ہیں، اعلی وشوسنییتا، اعلیٰ درستگی، کم سے کم درجہ حرارت کی خرابی، اور اعلیٰ قیمت-تاثریت کی نمائش کرتے ہیں۔
گیسٹرک پریشر سینسرز اور ٹرانسمیٹر دوہری-ڈایافرام ڈیزائن پر مشتمل ہوتے ہیں: ڈایافرام کی پیمائش کرنے والا ٹائٹینیم الائے اور ڈایافرام وصول کرنے والا ٹائٹینیم ملاوٹ۔ متفاوت ایپیٹیکسیل سٹرین گیج برج سرکٹ کے ساتھ چھپی ہوئی نیلم ویفر کو ٹائٹینیم کھوٹ کی پیمائش کرنے والے ڈایافرام پر سولڈر کیا جاتا ہے۔ ماپا ہوا دباؤ وصول کرنے والے ڈایافرام میں منتقل ہوتا ہے (وصول کرنے والا ڈایافرام اور پیمائش کرنے والا ڈایافرام ٹائی راڈ کے ذریعے محفوظ طریقے سے جڑے ہوتے ہیں)۔ دباؤ کے تحت، ڈایافرام حاصل کرنے والا ٹائٹینیم مرکب خراب ہو جاتا ہے۔ اس خرابی کو سلکان-نیلم سینسنگ عنصر کے ذریعے محسوس کیا جاتا ہے، جس سے پل کے آؤٹ پٹ میں تبدیلی آتی ہے، جس کی شدت ناپے گئے دباؤ کے متناسب ہوتی ہے۔
سینسر سرکٹری سٹرین گیج برج سرکٹ کو بجلی کی فراہمی کو یقینی بناتی ہے اور سٹرین گیج پل سے عدم توازن کے سگنل کو یکساں برقی سگنل آؤٹ پٹ (0-5، 4-20mA، یا 0-5V) میں تبدیل کرتی ہے۔ مطلق دباؤ کے سینسر اور ٹرانسمیٹر میں، سیرامک پر مبنی شیشے کے سولڈر سے منسلک نیلم ویفر، ایک لچکدار عنصر کے طور پر کام کرتا ہے، ناپے ہوئے دباؤ کو سٹرین گیج کی خرابی میں تبدیل کرتا ہے، اس طرح دباؤ کی پیمائش حاصل ہوتی ہے۔