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壓電力傳感器的工作原理匯總
- 2022-11-07-

  壓電力傳感器主要基于壓電效應(Piezoelectric effect),利用電氣元件和其他機械把待測的壓力轉換成為電量,再進(jìn)行相關(guān)測量工作的測量精密儀器,比如很多壓力變送器和壓力傳感器。壓電力傳感器不可以應用在靜態(tài)的測量當中,原因是受到外力作用后的電荷,當回路有無(wú)限大的輸入抗阻的時(shí)候,才可以得以保存下來(lái)。但是實(shí)際上并不是這樣的。因此壓電力傳感器只可以應用在動(dòng)態(tài)的測量當中。它主要的壓電材料是:磷酸二氫胺、酒石酸鉀鈉和石英。壓電效應就是在石英上發(fā)現的。

  當應力發(fā)生變化的時(shí)候,電場(chǎng)的變化很小很小,其他的一些壓電晶體就會(huì )替代石英。酒石酸鉀鈉,它是具有很大的壓電系數和壓電靈敏度的,但是,它只可以使用在室內的濕度和溫度都比較低的地方。磷酸二氫胺是一種人造晶體,它可以在很高的濕度和很高的溫度的環(huán)境中使用,所以,它的應用是非常廣泛的。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展,壓電效應也已經(jīng)在多晶體上得到應用了。例如:壓電陶瓷,鈮鎂酸壓電陶瓷、鈮酸鹽系壓電陶瓷和鈦酸鋇壓電陶瓷等等都包括在內。

  以壓電效應為工作原理的傳感器,是機電轉換式和自發(fā)電式傳感器。它的敏感元件是用壓電的材料制作而成的,而當壓電材料受到外力作用的時(shí)候,它的表面會(huì )形成電荷,電荷會(huì )通過(guò)電荷放大器、測量電路的放大以及變換阻抗以后,就會(huì )被轉換成為與所受到的外力成正比關(guān)系的電量輸出。它是用來(lái)測量力以及可以轉換成為力的非電物理量,例如:

  加速度和壓力。它有很多優(yōu)點(diǎn):重量較輕、工作可靠、結構很簡(jiǎn)單、信噪比很高、靈敏度很高以及信頻寬等等。但是它也存在著(zhù)某些缺點(diǎn):有部分電壓材料忌潮濕,因此需要采取一系列的防潮措施,而輸出電流的響應又比較差,那就要使用電荷放大器或者高輸入阻抗電路來(lái)彌補這個(gè)缺點(diǎn),讓儀器更好地工作。

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