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談一談壓電傳感器(壓力傳感器)的壓電效應

2018-12-11 1481次瀏覽 來源:網絡

談一談壓電傳感器(壓力傳感器)的壓電效應

傳感器技術在當代科技領域中占有十分重要的地位,是21世紀人們在高新技術發展方面爭奪的一個制高點,在國外各發達*都將傳感器技術視為現代高新技術發展的關鍵。從20世紀80年代起,日本就將傳感器技術列為優先發展的高打撈技術之首,美國等西方*也將傳感器的基本知識列為*科技和國防技術發展的重點內容。當前,*上正面臨著一場新的技術革命,這場革命的主要基礎就是信息技術。信息技術的發展給人類社會和國民經濟的各個部門及各個領域都帶來了巨大的、*的、深刻的變化,是當今人類社會發展的強大動力。并且正在改變著傳統工業的生產方式,帶動著傳統工業和其他新興產業的更新和變革。在軍事國防、航空航天、海洋開發、生物工程、醫療保健、商檢質檢、環境保護、安全范圍、家用電器等方面,幾乎每一個現代化項目也都離不開傳感器技 。壓力傳感器是工業實踐中*為常用的一種傳感器,而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的,這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。


壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英(二氧化硅)是一種天然晶體,壓電效應就是在這種晶體中發現的,在一定的溫度范圍之內,壓電性質一直存在,但溫度超過這個范圍之后,壓電性質完全消失(這個高溫就是所謂的“居里點”)。由于隨著應力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數比較低),所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數,但是它只能在室溫和濕度比較低的環境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬于人造晶體,能夠承受高溫和相當高的濕度,所以在一起)。在壓力的作用下,鈦合金接收膜片產生形變,該形變被硅-藍寶石敏感元件感知后,其電橋輸出會發生變化,變化的幅度與被測壓力成正比。


現在壓電效應也應用在多晶體上,比如壓電陶瓷,包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。


壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理,壓電傳感器不能用于靜態測量,因為經過外力作用后的電荷,只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態的應力。


壓電傳感器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經得到了*的應用,特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業,例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力,也可以用來測量微小的壓力。


壓電式傳感器也*應用在生物醫學測量中,比如說心室導管式微音器就是由壓電傳感器制成的,因為測量動態壓力是如此普遍,所以壓電傳感器的應用就非常*。


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