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壓電式壓力傳感器的工作原理介紹
時間: 2022-09-22 13:50:14 瀏覽次數(shù)：
壓電式壓力傳感器主要是基于壓電效應(yīng)，利用電氣元件等機械將要測量的壓力轉(zhuǎn)化為電能，然后進行相關(guān)的測量工作，如許多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，因為受外力作用后的電荷只有在電路輸入電阻無窮大的情況下才能被保存。但事實上，情況并非如此。因此，壓電傳感器只能用于動態(tài)測量。其主要壓電材料有:磷酸二氫銨、酒石酸鉀鈉和石英。石英上存在壓電效應(yīng)。
當(dāng)應(yīng)力變化時，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，只能在室內(nèi)濕度和溫度較低的地方使用。磷酸二氫銨是一種人工晶體，可在高濕、高溫環(huán)境中使用。因此，它的應(yīng)用非常廣泛。隨著技術(shù)的發(fā)展，壓電效應(yīng)在多晶體中得到了廣泛的應(yīng)用。如壓電陶瓷、鈮酸鎂壓電陶瓷、鈮酸鹽壓電陶瓷、鈦酸鋇壓電陶瓷等。
壓電效應(yīng)可分為正壓電效應(yīng)和反壓電效應(yīng)。
正壓電效應(yīng)是指當(dāng)晶體受到固定方向的外力時，會在晶體內(nèi)部產(chǎn)生電極現(xiàn)象，同時在兩個表面產(chǎn)生相反的電荷;當(dāng)外力消除后，晶體恢復(fù)到不帶電狀態(tài);當(dāng)外力的方向改變時，電荷的極性也會改變;晶體上的力產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。壓電傳感器多采用正壓電效應(yīng)。
逆壓電效應(yīng)是指交變電場引起晶體的機械變形，又稱電致伸縮效應(yīng)。利用逆壓電效應(yīng)制作的變送器可用于電聲和超聲工程。壓電傳感器的受力變形有五種基本類型:厚度變形型、長度變形型、體積變形型、厚度剪切型和平面剪切型。壓電晶體是各向異性的，并不是所有的晶體都能在這五種狀態(tài)下產(chǎn)生壓電效應(yīng)。例如，石英晶體沒有體積變形的壓電效應(yīng)，但有良好的厚度變形和長度變形的壓電效應(yīng)。
壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因為受外力作用后的電荷只有在電路輸入電阻無窮大的情況下才能被保存。但事實上，情況并非如此。因此，壓電傳感器只能用于動態(tài)測量。其主要壓電材料有:磷酸二氫銨、酒石酸鉀鈉和石英。石英上存在壓電效應(yīng)。
當(dāng)應(yīng)力變化時，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，只能在室內(nèi)濕度和溫度較低的地方使用。磷酸二氫銨是一種人工晶體，可在高濕、高溫環(huán)境中使用。因此，它的應(yīng)用非常廣泛。隨著技術(shù)的發(fā)展，壓電效應(yīng)在多晶體中得到了廣泛的應(yīng)用。如壓電陶瓷、鈮酸鎂壓電陶瓷、鈮酸鹽壓電陶瓷、鈦酸鋇壓電陶瓷等。
壓電效應(yīng)可分為正壓電效應(yīng)和反壓電效應(yīng)。
正壓電效應(yīng)是指當(dāng)晶體受到固定方向的外力時，會在晶體內(nèi)部產(chǎn)生電極現(xiàn)象，同時在兩個表面產(chǎn)生相反的電荷;當(dāng)外力消除后，晶體恢復(fù)到不帶電狀態(tài);當(dāng)外力的方向改變時，電荷的極性也會改變;晶體上的力產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。壓電傳感器多采用正壓電效應(yīng)。
逆壓電效應(yīng)是指交變電場引起晶體的機械變形，又稱電致伸縮效應(yīng)。利用逆壓電效應(yīng)制作的變送器可用于電聲和超聲工程。壓電傳感器的受力變形有五種基本類型:厚度變形型、長度變形型、體積變形型、厚度剪切型和平面剪切型。壓電晶體是各向異性的，并不是所有的晶體都能在這五種狀態(tài)下產(chǎn)生壓電效應(yīng)。例如，石英晶體沒有體積變形的壓電效應(yīng)，但有良好的厚度變形和長度變形的壓電效應(yīng)。
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