【壓力傳感器】的壓電效應

2019-01-02

      壓力傳感器是工業實踐中常用的一種傳感器,而AG積分bc貸通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應製造而成的,這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。

       AG積分bc貸知道,晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。某些晶體介質,當沿著一定方向受到機械力作用發生變形時,就產生了極化效應;當機械力撤掉之後,又會重新回到不帶電的狀態,也就是受到壓力的時候,某些晶體可能產生出電的效應,這就是所謂的極化效應。科學家就是根據這個效應研製出了壓力傳感器。
                                            
       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(二氧化矽)是一種天然晶體,壓電效應就是在這種晶體中發現的,在一定的溫度範圍之內,壓電性質一直存在,但溫度超過這個範圍之後,壓電性質完全消失(這個高溫就是所謂的“居裏點”)。由於隨著應力的變化電場變化微小(也就說壓電係數比較低),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係數,但是它隻能在室溫和濕度比較低的環境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬於人造晶體,能夠承受高溫和相當高的濕度,所以已經得到了廣泛的應用。在現在壓電效應也應用在多晶體上,比如現在的壓電陶瓷,包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、铌酸鹽係壓電陶瓷、铌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,壓電傳感器不能用於靜態測量,因為經過外力作用後的電荷,隻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隻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、橋梁和建築的振動和衝擊測量中已經得到了廣泛的應用,特別壓電傳感器的外形是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器心乂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。也可以用於軍事工業,例如用它來測量槍炮在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的衝擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力,也可以用來測量微小的壓力。
                                           
       壓電式傳感器也廣泛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製成的,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廣泛。
                                  

      除了壓電傳感器之外,還有利用壓阻效應製造出來的壓阻傳感器,利用應變效應的應變式傳感器等,這些不同的壓力傳感器利用不同的效應和不同的材料,在不同的場合能夠發揮它們獨特的用途。

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