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壓力傳感器
更新時間:2021-09-07   點擊次數(shù):998次

壓力傳感器

        壓力傳感器是工業(yè)實踐中zui常用的傳感器,而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造的。這種傳感器也稱為壓電傳感器。
        
        我們知道晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì)受機械力沿一定方向變形時,會產(chǎn)生極化效應;當去除機械力時,它會恢復到不帶電狀態(tài),即在壓力作用下,這些晶體可能會產(chǎn)生電效應,這就是所謂的極化效應。科學家們基于這種效應開發(fā)了一種壓力傳感器。
        
        壓電傳感器中使用的主要壓電材料包括石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫鹽。其中,石英(silica)是一種天然水晶。在這種晶體中發(fā)現(xiàn)了壓電效應。在一定的溫度范圍內(nèi),壓電特性始終存在,但溫度超過這個范圍后,壓電特性就*消失了(這個高溫就是所謂的“居里點")。由于電場隨應力的變化而略有變化(即壓電系數(shù)較低),石英逐漸被其他壓電晶體所取代。酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),但只能在室溫和濕度較低的環(huán)境中使用。磷酸二氫鹽是一種人造晶體,可以承受高溫和較高的濕度,因此得到了廣泛的應用。
        
        目前,壓電效應還應用于多晶,如目前的壓電陶瓷,包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽壓電陶瓷、鈮鎂鉛壓電陶瓷等。
        
        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(tài)測量,因為只有當電路具有無窮大的輸入阻抗時才會保存外力后的電荷。實際情況并非如此,因此這就決定了壓電傳感器只能測量動態(tài)應力。
        
        壓電傳感器主要用于加速度、壓力和力的測量。壓電加速度計是一種常用的加速度計。具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)點。壓電加速度傳感器已廣泛應用于飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑物的振動和沖擊測量,特別是在航空航天領域。壓電傳感器也可用于測量內(nèi)燃壓力和動力真空度的測量。它也可以用于軍事工業(yè)。例如,它可以用來測量zi彈在彈膛內(nèi)發(fā)射瞬間的彈膛壓力的變化和槍口的沖擊波壓力。它可用于測量大壓力和小壓力。
        
        壓電傳感器也廣泛用于生物醫(yī)學測量。例如,心室導管麥克風由壓電傳感器制成。由于測量動態(tài)壓力如此普遍,壓電傳感器被廣泛使用。
        
        除了壓電式傳感器,還有利用壓阻效應制造的壓阻式傳感器、利用應變效應制造的應變式傳感器等,這些不同的壓力傳感器采用不同的效果,不同的材料在不同的場合可以發(fā)揮其*的用途。

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