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什么是壓電力傳感器?
- 2022-06-29-

  什么是壓電力傳感器?基于某些電介質的壓電效應,在外力作用下,電介質表面產生電荷,從而實現非電量測量。壓電傳感元件是一種力敏元件,因此它可以測量那些可以轉化為力的物理量,如力、壓力、加速度等。

  壓電力傳感器具有響應頻率寬、靈敏度高、信噪比大、結構簡單、工作可靠、重量輕等優點。近年來,由于電子技術的快速發展,隨著低噪聲、小電容、高絕緣電阻的二次儀表和電纜的出現,壓電力傳感器的使用更加方便。因此,它被廣泛應用于工程力學、生物醫學、石油勘探、聲波測井、電聲學等許多技術領域。

  正壓電效應(類壓電效應):當某些電介質在某一方向上受力變形時,其內部發生極化,同時在其某一表面產生電荷。當外力消除后,不帶電的狀態又恢復了。當力的方向改變時,電荷的極性也隨之改變。

  逆壓電效應(電致伸縮效應):當電場作用于電介質的極化方向時,這些電介質會在某一方向產生機械變形或機械應力,當外加電場消除后,這些變形或應力就會消失。

  基于壓電效應的傳感器這是一個自發電和機電傳感器。它的敏感元件由壓電材料制成。壓電材料受力后表面產生電荷。經過電荷放大器和測量電路的放大和阻抗變換后,電荷變成與外力成正比的電輸出。壓電力傳感器用于測量力和可轉換為力的非電物理量,如壓力和加速度(參見壓電壓力傳感器和加速度計)。其優點是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結構簡單、工作可靠、重量輕。缺點是一些壓電材料需要防潮措施,輸出DC響應差,需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。低噪聲、小電容、高絕緣電阻的配套儀表和電纜的出現,使得壓電力傳感器的使用更加方便。廣泛應用于工程力學、生物醫學、電聲學等技術領域。



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