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壓力傳感器工作原理

時間:2021-01-07

壓力傳感器工作原理
壓力傳感器所用壓電材料主要有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。在這些晶體中,石英(二氧化硅)是一種天然晶體,它具有壓電效應,它的壓電性在某一溫度范圍內一直存在,但當溫度超過這一范圍后,它便完全消失(這一高溫范圍稱為“居里點”)。因為隨應力變化的電場變化很小(即壓電系數較低),石英逐漸被其它壓電晶體所取代。雖然酒石酸鉀鈉有較高的壓電靈敏度和壓電系數,但僅適用于室內溫和濕度較低的環境。磷酸二氫胺屬于人造晶體,能耐高溫,濕度較高,所以。
現已廣泛應用。
壓力傳感器主要用于測量加速度、壓力、壓力等。壓電式加速度傳感器是目前應用較多的加速度傳感器。其特點是結構簡單,體積小,重量輕,使用壽命長,性能優良。壓電式加速度傳感器在飛行器、汽車、船舶、橋梁和建筑物的振動與沖擊測試中有著廣泛的應用,尤其在航空航天等領域有著特殊的地位。壓力傳感器還可以用來測量內燃機內燃燒壓力和真空度。還可用于軍事工業,例如,用于測量槍炮子彈在膛內瞬間的膛壓變化和炮口的沖擊波壓力。該儀器可用于測量大壓力,也可用于測量小壓力。
壓力傳感器也被廣泛應用于生物醫學測量中,例如,由壓電傳感器制成的心室導管式微音器,由于其測量動態壓力的作用十分普遍,因此其應用十分廣泛。
除壓力傳感器外,還有利用壓阻效應制造的壓阻傳感器,利用應變效應的應變式傳感器等等,這些傳感器利用不同的效應和材料,可以在不同的場合下發揮其獨特的作用。
在工業實踐中,*常用于“*”類傳感器,我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應來制作的,這種傳感器也叫壓電傳感器。
眾所周知,晶體具有各向異性,而非晶體具有各向同性。在沿某一方向受機械作用力作用而產生變形時,某些晶體介質會產生極化效應;在撤除機械作用力后,某些晶體會回到不帶電狀態,即受壓時,某些晶體會產生極化效應,即所謂的極化效應。正是基于這種效應,科學家們開發了壓力傳感器。
目前多晶壓電陶瓷也存在壓力效應,如鈦酸鋇壓電陶瓷,PZT,鈮酸鉛和鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等。
壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理,由于壓電傳感器受外力作用后產生的電荷,只有在電路中有無限大的輸入阻抗時,壓電效應才能被靜態地測量。但實際情況并非如此,因此這決定了壓電傳感器只能測量動態應力。
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