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壓電式壓力感測器的工作原理特點和應用
2021-05-3021:15:32字數1182閱讀3759
感測器之家class="txt">壓電式壓力感測器的工作原理、特點和應用壓電式壓力感測器的原理主要是壓電效應,它是利用電氣元件和其他機械把待測的壓力轉換成為電量,再進行相關測量工作的測量精密儀器,比如很多壓力變送器和壓力感測器。
壓電感測器不可以應用在靜態的測量當中,原因是受到外力作用後的電荷,當迴路有無限大的輸入抗阻的時候,才可以得以儲存下來。
但是實際上並不是這樣的。
因此壓電感測器只可以應用在動態的測量當中。
它主要的壓電材料是:磷酸二氫胺、酒石酸鉀鈉和石英。
而石英呢,其實是一種天然的晶體,而壓電效應就是在此晶體的基礎上發現的。
在規定的範圍裡,壓電性質是不會消失,而是一直存在的。
但是如果溫度在這個規定的範圍之外,壓電性質就會徹底地消失不見。
當應力發生變化的時候,電場的變化很小很小,其他的一些壓電晶體就會替代石英。
酒石酸鉀鈉,它是具有很大的壓電係數和壓電靈敏度的,但是,它只可以使用在室內的溼度和溫度都比較低的地方。
磷酸二氫胺是一種人造晶體,它可以在很高的溼度和很高的溫度的環境中使用,所以,它的應用是非常廣泛的。
隨著技術的發展,壓電效應也已經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。
壓電式壓力感測器的有關特點有下面幾個。
以壓電效應為工作原理的感測器,是機電轉換式和自發電式感測器。
它的敏感元件是用壓電的材料製作而成的,而當壓電材料受到外力作用的時候,它的表面會形成電荷,電荷會通過電荷放大器、測量感測器之家感測器之家
電路的放大以及變換阻抗以後,就會被轉換成為與所受到的外力成正比關係的電量輸出。
它是用來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。
它有很多優點:重量較輕、工作可靠、結構很簡單、訊雜比很高、靈敏度很高以及信頻寬等等。
但是它也存在著某些缺點:
有部分電壓材料忌潮溼,因此需要採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彌補這個缺點,讓儀器更好地工作。
壓電式壓力感測器的應用領域很廣泛:電聲學、生物醫學和工程力學等等。
它能夠測量發動機裡面的燃燒壓力,也能夠應用在軍事方面。
它可以測量在膛中的槍炮子彈在擊發的那一刻,膛壓的改變數以及炮口所受到的衝擊波壓力。
它能夠測量很小的壓力,也能夠測量大的壓力。
由於它的使用壽命很長、重量較輕、體積較小、結構較簡單,因此它所涉及的領域遠遠不止這些。
在對建築物、橋、汽車和飛機等的衝擊和震動的測量,也是非常廣泛的。
特別是在宇航和航空的領域裡,它的地位是很特殊的。
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