壓電式傳感器的技術參數和主要應用
發布時間:2019-03-25 責任編輯:xueqi
【導讀】壓電式傳感器是shi基ji於yu壓ya電dian效xiao應ying的de傳chuan感gan器qi,是shi一yi種zhong自zi發fa電dian式shi和he機ji電dian轉zhuan換huan式shi傳chuan感gan器qi,它ta的de敏min感gan元yuan件jian由you壓ya電dian材cai料liao製zhi成cheng。壓ya電dian式shi傳chuan感gan器qi用yong於yu測ce量liang力li和he能neng變bian換huan為wei電dian的de非fei電dian物wu理li量liang。
壓電材料受力後表麵產生電荷,此電荷經電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗後就成為正比於所受外力的電量輸出。
壓電式傳感器用於測量力和能變換為電的非電物理量。它的優點是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結構簡單、工gong作zuo可ke靠kao和he重zhong量liang輕qing等deng。缺que點dian是shi某mou些xie壓ya電dian材cai料liao需xu要yao防fang潮chao措cuo施shi,而er且qie輸shu出chu的de直zhi流liu響xiang應ying差cha,需xu要yao采cai用yong高gao輸shu入ru阻zu抗kang電dian路lu或huo電dian荷he放fang大da器qi來lai克ke服fu這zhe一yi缺que陷xian。

壓電式傳感器的技術參數
壓電常數是衡量材料壓電效應強弱的參數, 它直接關係到壓電輸出的靈敏度。壓電材料的彈性常數、 剛度決定著壓電器件的固有頻率和動態特性。對於一定形狀、 尺寸的壓電元件, 其固有電容與介電常數有關; 而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限。
在壓電效應中,機械耦合係數等於轉換輸出能量(如電能)與輸入的能量(如機械能)之比的平方根; 它是衡量壓電材料機電能量轉換效率的一個重要參數。
壓電材料的絕緣電阻將減少電荷泄漏, 從而改善壓電傳感器的低頻特性。壓電材料開始喪失壓電特性的溫度稱為居裏點溫度。
壓電式傳感器的應用
1、壓電式測力傳感器
壓電式測力傳感器是利用壓電元件直接實現力-電轉換的傳感器,在拉、壓ya場chang合he,通tong常chang較jiao多duo采cai用yong雙shuang片pian或huo多duo片pian石shi英ying晶jing體ti作zuo為wei壓ya電dian元yuan件jian。其qi剛gang度du大da,測ce量liang範fan圍wei寬kuan,線xian性xing及ji穩wen定ding性xing高gao,動dong態tai特te性xing好hao。當dang采cai用yong大da時shi間jian常chang數shu的de電dian荷he放fang大da器qi時shi,可ke測ce量liang準zhun靜jing態tai力li。按an測ce力li狀zhuang態tai分fen,有you單dan向xiang、雙向和三向傳感器,它們在結構上基本一樣。
2、壓電式加速度傳感器
壓ya電dian元yuan件jian一yi般ban由you兩liang片pian壓ya電dian片pian組zu成cheng。在zai壓ya電dian片pian的de兩liang個ge表biao麵mian上shang鍍du銀yin層ceng,並bing在zai銀yin層ceng上shang焊han接jie輸shu出chu引yin線xian,或huo在zai兩liang個ge壓ya電dian片pian之zhi間jian夾jia一yi片pian金jin屬shu,引yin線xian就jiu焊han接jie在zai金jin屬shu片pian上shang,輸shu出chu端duan的de另ling一yi根gen引yin線xian直zhi接jie與yu傳chuan感gan器qi基ji座zuo相xiang連lian。在zai壓ya電dian片pian上shang放fang置zhi一yi個ge比bi重zhong較jiao大da的de質zhi量liang塊kuai,然ran後hou用yong一yi硬ying彈dan簧huang或huo螺luo栓shuan、螺luo帽mao對dui質zhi量liang塊kuai預yu加jia載zai荷he。整zheng個ge組zu件jian裝zhuang在zai一yi個ge厚hou基ji座zuo的de金jin屬shu殼ke體ti中zhong,為wei了le隔ge離li試shi件jian的de任ren何he應ying變bian傳chuan遞di到dao壓ya電dian元yuan件jian上shang去qu,避bi免mian產chan生sheng假jia信xin號hao輸shu出chu,所suo以yi一yi般ban要yao加jia厚hou基ji座zuo或huo選xuan用yong剛gang度du較jiao大da的de材cai料liao來lai製zhi造zao。
目前製作壓電式傳感器的材料有很多,其中可分為壓電單晶、壓ya電dian多duo晶jing和he有you機ji壓ya電dian材cai料liao。壓ya電dian式shi傳chuan感gan器qi中zhong用yong得de最zui多duo的de是shi屬shu於yu壓ya電dian多duo晶jing的de各ge類lei壓ya電dian陶tao瓷ci和he壓ya電dian單dan晶jing中zhong的de石shi英ying晶jing體ti。其qi他ta壓ya電dian單dan晶jing還hai有you適shi用yong於yu高gao溫wen輻fu射she環huan境jing的de铌ni酸suan鋰li以yi及ji鉭tan酸suan鋰li、镓酸鋰、鍺酸鉍等。
rujindedaxingjingmixitongduizhilianghetijidaxiaodoufeichangdeguanzhu,chuantongdedakuaitoudeyadianchuanganqijiangzhubudeshiquqishichang。suizhexincailiaojixinjiagongjishudekaifa,liyongjiguangdenggezhongweixijiagongjishuzhichengdeguijiasuduchuanganqiyouyujuyoutijifeichangdexiao、互hu換huan性xing及ji可ke靠kao性xing都dou很hen好hao的de吸xi引yin力li,正zheng在zai逐zhu步bu取qu代dai傳chuan統tong的de壓ya電dian傳chuan感gan器qi。壓ya電dian傳chuan感gan器qi的de功gong能neng已yi經jing突tu破po傳chuan統tong的de功gong能neng,其qi輸shu出chu不bu再zai是shi一yi個ge單dan一yi的de模mo擬ni信xin號hao,而er是shi經jing過guo微wei電dian腦nao處chu理li後hou的de數shu字zi信xin號hao,有you的de壓ya電dian傳chuan感gan如ru集ji成cheng後hou的de壓ya電dian傳chuan感gan器qi其qi本ben身shen帶dai有you控kong製zhi功gong能neng,也ye就jiu是shi數shu字zi傳chuan感gan器qi,這zhe是shi一yi大da發fa展zhan趨qu勢shi。
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