压电传感器压电传感器的工作原理和应用

发布网友发布时间：2024-08-17 00:19

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热心网友时间：2024-08-22 01:12

压电效应是压电传感器的核心工作原理，其设计原理基于材料在受力时产生电荷的特性。然而，压电传感器并不适用于静态测量，因为外力引起的电荷只有在理想情况下，即输入阻抗无限大时才会保持。实际上，这意味着压电传感器主要用于动态应力的测量，如加速度、压力和力等。

压电式加速度传感器以其结构简单、体积小、重量轻和寿命长等优点，成为了广泛应用的加速度计。在航空、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中，它发挥了关键作用，特别是在航空和宇航领域，其重要性不言而喻。此外，压电传感器还能用于检测发动机燃烧压力和真空度，甚至军事工业中的膛压变化和冲击波压力测量，无论是大压力还是微小压力，它都能胜任。

压电传感器的主要材料包括石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。石英，即二氧化硅，是天然晶体，其压电性质在一定温度范围内稳定，但超过“居里点”后将失去压电性。酒石酸钾钠具有高灵敏度和压电系数，但其应用受限于温度和湿度。而磷酸二氢胺作为人造晶体，能承受高温和高湿度，因此应用广泛。在生物医学领域，如心室导管式微音器，也是用压电传感器制造的，这体现了压电传感器在动态压力测量中的广泛应用。

除了压电传感器，还有利用压阻效应的压阻传感器和基于应变效应的应变式传感器。这些传感器各有特色，根据检测场合的不同，能发挥独特的功能。压力变送器则通过检测液体或气体在检测器件上的压力，将其转化为标准电信号，便于控制。这一过程主要由压力传感器的核心部件，即压力检测体和放大电路来完成。