壓電式測力傳感器的工作原理及應(yīng)用

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在發(fā)生變化，包括我們接觸到的各種電子產(chǎn)品，所以你不知道這些產(chǎn)品的一些組成部分，比如壓電傳感器。壓電常數(shù)是衡量材料壓電效應(yīng)強度的參數(shù)，直接關(guān)系到壓電輸出的靈敏度。壓電材料的彈性常數(shù)。剛度決定了壓電設(shè)備的固有頻率和動態(tài)特性。固有電容器與介電常數(shù)有關(guān)，固有電容器影響壓電傳感器的頻率下限。

壓電測力傳感器的工作原理。

壓電測力傳感器的工作原理主要基于壓電效應(yīng)。它利用電氣元件和其他機械將被測壓力轉(zhuǎn)化為電能，然后測量許多精密儀器，如壓力變送器和壓力傳感器。壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量。原因是當(dāng)電路具有無限的輸入電阻時，可以保留外力后的電荷。讓我們簡要介紹一下壓電傳感器工作原理的應(yīng)用！

實際的壓電傳感器只能用于動態(tài)測量。其主要壓電材料有：磷酸二氫鹽、酒石酸鉀鈉和石英。在石英上發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)。當(dāng)應(yīng)力發(fā)生變化時，電場變化很小，其他壓電晶體會取代石英。酒石酸鉀鈉具有較大的壓電系數(shù)和壓電靈敏度，但只能在濕度和溫度較低的室內(nèi)使用。磷酸二氫鹽是一種人工晶狀體，可用于高濕度和高溫環(huán)境，因此得到了廣泛的應(yīng)用。壓電效應(yīng)也用于多晶體。例如：壓電陶瓷。鈮酸鎂酸壓電陶瓷。鈮酸系列壓電陶瓷和鈦酸鋇壓電陶瓷。

壓電效應(yīng)傳感器是機電轉(zhuǎn)換和自發(fā)電傳感器。其敏感元件由壓電材料制成。當(dāng)壓電材料受到外力作用時，其表面會形成電荷。電荷將通過電荷放大器測量電路的放大和阻抗轉(zhuǎn)換。它被轉(zhuǎn)換為與接受的外力成正比的功率輸出。

壓電測力傳感器的應(yīng)用。

1.壓電測力傳感器。

壓電測力傳感器是一種利用壓電元件直接實現(xiàn)力電轉(zhuǎn)換的傳感器。在拉伸和壓縮應(yīng)用中，通常使用兩個或兩個以上的石英晶體作為壓電元件。剛度大，測量范圍廣，線性穩(wěn)定性高，動態(tài)特性好。當(dāng)使用常數(shù)較大的電荷放大器時，可以測量準(zhǔn)靜態(tài)力。根據(jù)測力狀態(tài)，有單向、雙向和三向傳感器，其結(jié)構(gòu)基本相同。

2.壓電加速度傳感器。

壓電元件通常由兩個壓電片組成。在壓電片的兩個表面鍍一層銀層，將輸出導(dǎo)線焊接在銀層上，或?qū)⒔饘賷A在兩個壓電片之間，導(dǎo)線焊接在金屬片上，另一條導(dǎo)線焊接在銀層上。輸出端直接連接到傳感器底座。在壓電片上放置大質(zhì)量塊，然后用硬彈簧或螺栓或螺母預(yù)裝質(zhì)量塊。整個組件安裝在厚金屬外殼中。為了將試件的任何應(yīng)變傳輸?shù)綁弘娫苊忮e誤的信號輸出，通常需要加厚底座或選擇剛度較高的材料。

目前，制造壓電傳感器的材料很多，可分為壓電單晶、壓電多晶和有機壓電材料。最常用的壓電傳感器是壓電單晶中的各種壓電陶瓷，屬于壓電多晶和石英晶體。其他壓電單晶包括鈮酸鋰、鉭酸鋰、鎵酸鋰、鍺酸鉍等，適用于高溫輻射環(huán)境。

今天的大型精密系統(tǒng)非常重視質(zhì)量和尺寸，傳統(tǒng)的大型壓電傳感器將逐漸失去市場。隨著新材料和新加工技術(shù)的發(fā)展，由激光等微加工技術(shù)制成的硅加速度傳感器由于體積小，逐漸取代了傳統(tǒng)的硅加速度傳感器。交換和可靠性。壓電傳感器的功能突破了傳統(tǒng)的功能。它的輸出不再是一個單一的模擬信號，而是一個由微機處理的數(shù)字信號。一些壓電傳感器，如集成壓電傳感器，有自己的控制功能，即數(shù)字傳感器，是主要的發(fā)展趨勢。

在研究和設(shè)計過程中，會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，這就要求我們的研究人員在設(shè)計過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，促進產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新。