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压电式传感器的工作原理及应用

发布者:西安环测电子安徽11选5    发布时间:2018-09-20

压电传感器工作原理
   所谓的压电传感器主要采用了的材料包括:酒石酸钾钠、石英、和磷酸二氢胺,石英(化学叫法二氧化硅)是一种天然晶体,可制作玻璃,半导体材料,早期的压电效应就是在这种晶体中得以发现的,在一定的温度条件下,压电效应是一直存在的,如果温度超过了一定的范围,压电效益就会完全消失(我们把这种临界点的温度叫做“居里点”)。正因为力对其石英的应力变化非常小电压的系数相比其它压电晶体等材质比较低,所以石英慢慢的被其它的压电晶体而代替。酒石酸钾钠相比石英具有明显的压电灵敏度和压电系数,可以作为常规的压电材质,但它最大的不足是只能在室温和湿度比较低的环境下得到应用,因此,也不能作为常规的压电传感器材质。磷酸二氢胺材质是属于人造晶体,它能够满足前者温度范围的限制具有相当高的温湿度,因此,很快在压电传感器应用领域得到广泛的应用。

   压电传感器具有很广德应用领域,其主要应用在加速度、惯性力学,压力等的测量中。在我们生活中,压电式加速度传感器是一款最常用的加速度计。其特点具有结构简单、体积小占用空间小、自身重量轻、使用寿命长等众多特点。因此,在众多行业得以应用,特别是压电式加速度传感器在飞机、船舶、汽车、桥梁和建筑的振动和冲击测量中的应用,在航空和飞行领域中更是有着特殊应用
地位。压电式传感器也可以用来测量发动机或者发电机内部燃烧压力与真空度的测量。除了以上应用外,压电传感器也可以用于军事工业,譬如,用来测量子弹在抢膛中被射出激发的一瞬间的膛压的变化值和炮口的冲击的
压力。这么多的例子,只能说明它既可以用来测量很大的变压力,同时,也可以测量微小的压力。可见,压电传感器的应用领域和我们生活是密不可分,有着它自身更重要的自身价值。
   压电式传感器除了应用于工业,军事、航空、等领域外,同时也广泛应用在生物医学领域的测量中,比如,心室导管式微音器的传感器就是由压电传感器制成的,测量动态压力正因为如此普及,所以压电传感器的应用就非常广。

  除了压电传感器之外,还可以利用压阻效应来制造压阻传感器,利用应变效应制造应变式传感器等,这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料,在不同的场合能够发挥它们独特的用途力传感器传感器中最为常用的一款传感器,通常我们使用的力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。

 我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介质,当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极其微笑的变形效应;当机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候,某些晶体可能产生出压电的效应,这就是所谓的极化效应。

 在现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。
    压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器必须作用于动态的测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,
所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

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