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壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器,而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的,這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。
我們知道,晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。某些晶體介質,當沿著一定方向受到機械力作用發(fā)生變形時,就產生了極化效應;當機械力撤掉之后,又會重新回到不帶電的狀態(tài),也就是受到壓力的時候,某些晶體可能產生出電的效應,這就是所謂的極化效應??茖W家就是根據這個效應研制出了壓力傳感器。
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胺。其中石英(二氧化硅)是一種天然晶體,壓電效應就是在這種晶體中發(fā)現的,在一定的溫度范圍之內,壓電性質一直存在,但溫度超過這個范圍之后,壓電性質*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微小(也就說壓電系數比較低),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,但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬于人造晶體,能夠承受高溫和相當高的濕度,所以已經得到了廣泛的應用。
壓力傳感器有好多種,主要有:
1)利用晶體的壓電效應的效應的壓力傳感器
2)利壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器,而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的,這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。
在現在壓力效應也應用在多晶體上,比如現在的壓力陶瓷,包括鈦酸鋇壓力陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓力陶瓷、鈮鎂酸鉛壓力陶瓷等等。
壓力效應是壓力傳感器的主要工作原理,壓力傳感器不能用于靜態(tài)測量,因為經過外力作用后的電荷,只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的,所以這決定了壓力傳感器只能夠測量動態(tài)的應力。
壓力傳感器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓力式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓力式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經得到了廣泛的應用,特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓力式傳感器也可以用來測量發(fā)動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè),例如用它來測量子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力,也可以用來測量微小的壓力。
壓力式傳感器也廣泛應用在生物醫(yī)學測量中,比如說心室導管式微音器就是由壓力傳感器制成的,因為測量動態(tài)壓力是如此普遍,所以壓力傳感器的應用就非常廣。
除了壓力傳感器之外,還有利用壓阻效應制造出來的壓阻傳感器,利用應變效應的應變式傳感器等,這些不同的壓力傳感器利用不同的效應和不同的材料,在不同的場合能夠發(fā)揮它們*的用途。
壓力傳感器也廣泛應用在生物醫(yī)學測量中,比如說心室導管式微音器就是由壓電 傳感器制成的,因為測量動態(tài)壓力是如此普遍,所以壓電傳感器的應用就非常廣泛。 除了壓電傳感器之外,還有利用壓阻效應制造出來的壓阻傳感器,利用應變效應的應變 式傳感器等,這些不同的壓力傳感器利用不同的效應和不同的材料,在不同的場合能夠 發(fā)揮它們*的用途。
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壓力傳感器是一種將壓力信號轉變成電信號的傳感器,主要分為靜態(tài)和動態(tài)壓力傳感器兩種。高頻以壓電式壓力傳感器為主;低頻靜態(tài)以壓阻硅、應變式壓力傳感器為主。動態(tài)壓力傳感器主要應用于爆炸物理、風洞試驗、自由場壓力測量領域;靜態(tài)壓力傳感器主要應用于安全控制、生產過程控制等領域液位傳感器。
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