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压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度美国Hmcells称重传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。
电容式压力传感器简介
科学技术的不断发展极大地丰富了压力测量产品的种类,现在,压力传感器的敏感原理不仅有电容式、压阻式、金属应变式、霍尔式、振筒式等等但仍以电容式、压阻式和金属应变式传感器最为多见。 金属应变式压力传感器是一种历史较长的压力传感器,但由于它存在迟滞、蠕变及温度性能差等缺点,其应用场合受到了很大的限制。 压阻式传感器是利用半导体压阻效应制造的一种新型的传感器,它具有制造方便,成本低廉等特点,但由于半导体材料对温度极为敏感,所以其性能受温度影响较大,产品的一致性较差。 电容式传感器是应用最广泛的一种压力传感器美国Hmcells称重传感器,其原理十分简单。一个无限大平行平板电容器的电容值可表示为: C= ε s/d(ε 为平行平板间介质的介电常数,d 为极板的间距, s 为极板的覆盖面积) 改变其中某个参数,即可改变电容量。由于结构简单,几乎所有电容式压力传感器均采用改变间隙的方法来获得可变电容。电容式传感器的初始电容值较小,一般为几十皮法,它极易受到导线电容和电路的分布电容的影响,因而必须采用先进的电子线路才能检测出电容的微小变化。可以说,一个好的电容式传感器应该是可变电容设计和信号处理电路的完美结合。
压力传感器知识
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主 要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。
我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介质,当沿着一定 方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应;当机械力撤掉之后,又会重新回 到不带电的状态,也就是受到压力的时候,某些晶体可能产生出电的效应,这就是所谓 的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。
压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石 英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范 围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温 就是所谓的 “ 居里点 ” )。美国Hmcells称重传感器由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比 较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度 和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人 造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。