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壓電壓力傳感�
閱讀�8315時間�2011-04-20 22:14:13

  壓電式壓力傳感器是利�壓電材料的壓電效應將被測壓力轉換為電信號的一�傳感�,其中主要使用的壓電材料包括有石�、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺,主要應用在加速度、壓力和力等的測量中�

原理

  某些電介質沿著某一個方向受力而發(fā)生機械變�(壓縮或伸�)�,其內部將發(fā)生極化現(xiàn)象,而在其某些表面上會產生電�。當外力去掉�,它又會重新回到不帶電的狀�(tài),此�(xiàn)象稱為“壓電效應”�

  壓電式壓力傳感器是利用壓電材料的壓電效應將被測壓力轉換為電信號的。由壓電材料制成的壓電元件受到壓力作用時產生的電荷量與作用力之間呈線性關系:

  Q=kSp

  式中 Q為電荷量;k為壓電常�(shù);S為作用面�;p為壓力。通過測量電荷量可知被測壓力大��

壓電壓力傳感器的原理

  �1為一種壓電式壓力傳感器的結構示意�。壓電元件夾于兩個彈性膜片之�,壓電元件的一個側面與膜片接觸并接地,另一側面通過引線將電荷量引出。被測壓力均勻作用在膜片上,使壓電元件受力而產生電�。電荷量一般用電荷放大器或電壓放大器放大,轉換為電壓或電流輸出,輸出信號與被測壓力值相對應�

壓電材料介紹

  壓電壓力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�。其中石英(二氧化硅)是一種天然晶�,壓電效應就是在這種晶體中發(fā)�(xiàn)�,在一定的溫度范圍之內,壓電性質一直存�,但溫度超過這個范圍之后,壓電性質完全消失(這個高溫就是所謂的“居里點”)。由于隨著應力的變化電場變化�?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)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系數(shù),但是它只能在室溫和濕度比較低的�(huán)境下才能夠應�。磷酸二氫胺屬于人造晶�,能夠承受高溫和相當高的濕度,所以已經得到了廣泛的應��

性能及特�

  更換壓電元件可以改變壓力的測量范�;在配用電荷放大器時,可以用將多個壓電元件并�(lián)的方式提高傳感器的靈敏度;在配用電壓放大器時,可以用將多個壓電元件串�(lián)的方式提高傳感器的靈敏度�

  壓電式壓力傳感器體積�,結構簡�,工作可靠;測量范圍�,可�100MPa以下的壓�;測量精度較高;頻率響應�,可�30kHz,是動態(tài)壓力檢測中常用的傳感�,但由于壓電元件存在電荷泄漏,故不適宜測量緩慢變化的壓力和靜�(tài)壓力�

維庫電子�,電子知�,一查百��

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