壓電式感測器的應用,什麼是壓電效應?應用於壓電式感測器的壓電材料可分哪幾類

時間 2022-05-02 12:44:17

1樓:

壓電感測器應用型別中以力敏感型別居多,可以直接利用其測量力,壓力,加速度,位移等物理量。

力敏型,如微拾音器,聲吶,應變儀,點火器,血壓計,壓電陀螺,壓力和加速度感測器等。

2樓:手機使用者

壓電式測力感測器

壓電式測力感測器是利用壓電元件直接實現力-電轉換的感測器,在拉、壓場合,通常較多採用雙片或多片石英晶體作為壓電元件。其剛度大,測量範圍寬,線性及穩定性高,動態特性好。當採用大時間常數的電荷放大器時,可測量準靜態力。

按測力狀態分,有單向、雙向和三向感測器,它們在結構上基本一樣。

圖所示為壓電式單向測力感測器的結構圖。感測器用於工具機動態切削力的測量。絕緣套用來絕緣和定位。

基座內外底面對其中心線的垂直度、上蓋及晶元、電極的上下底面的平行度與表面光潔度都有極嚴格的要求,否則會使橫向靈敏度增加或使**因應力集中而過早破碎。為提高絕緣阻抗,感測器裝配前要經過多次淨化(包括超聲波清洗),然後在超淨工作環境下進行裝配,加蓋之後用電子束封焊。

壓電式壓力感測器的結構型別很多,但它們的基本原理與結構仍與壓電式加速度和力感測器大同小異。突出的不同點是,它必須通過彈性膜、盒等,把壓力收集、轉換成力,再傳遞給壓電元件。為保證靜態特性及其穩定性,通常多採用石英晶體作為壓電元件。

壓電式加速度感測器

圖所示為壓縮式壓電加速度感測器的結構原理圖,壓電元件一般由兩片壓電片組成。在壓電片的兩個表面上鍍銀層,並在銀層上焊接輸出引線,或在兩個壓電片之間夾一片金屬,引線就焊接在金屬片上,輸出端的另一根引線直接與感測器基座相連。在壓電片上放置乙個比重較大的質量塊,然後用一硬彈簧或螺栓、螺帽對質量塊預加載荷。

整個元件裝在乙個厚基座的金屬殼體中,為了隔離試件的任何應變傳遞到壓電元件上去,避免產生假訊號輸出,所以一般要加厚基座或選用剛度較大的材料來製造。

測量時,將感測器基座與試件剛性固定在一起。當感測器感受到振動時,由於彈簧的剛度相當大,而質量塊的質量相對較小,可以認為質量塊的慣性很小,因此質量塊感受到與感測器基座相同的振動,並受到與加速度方向相反的慣性力作用。這樣,質量塊就有一正比於加速度的交變力作用在壓電片上。

由於壓電片具有壓電效應,因此在它的兩個表面上就產生了交變電荷(電壓),當振動頻率遠低於感測器固有頻率時,感測器的輸出電荷(電壓)與作用力成正比,即與試件的加速度成正比。輸出電量由感測器輸出端引出,輸入到前置放大器後就可以用普通的測量器測出試件的加速度,如在放大器中加進適當的積分電路,就可以測出試件的振動加速度或位移。

壓電式金屬加工切削力測量

主要用於金屬加工切削力測量。

壓電式玻璃破碎報警器

主要用於璃破碎報警器。

什麼是壓電效應?壓電材料有哪些?壓電式感測器在日常生活中有哪些應用

3樓:濟南科亞電子科技****

你好,壓電效應:某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時,其內部會產生極化現象,同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。當外力去掉後,它又會恢復到不帶電的狀態,這種現象稱為正壓電效應。

當作用力的方向改變時,電荷的極性也隨之改變。相反,當在電介質的極化方向上施加電場,這些電介質也會發生變形,電場去掉後,電介質的變形隨之消失,這種現象稱為逆壓電效應,或稱為電致伸縮現象。依據電介質壓電效應研製的一類感測器稱為為壓電感測器。

什麼是壓電效應?應用於壓電式感測器的壓電材料可分哪幾類?

4樓:巨蟹123奔跑吧

金屬導體在外力作用下發生機械變形時,其電阻值隨著它所受機械變形(伸長或縮短)的變化而發生變化的現象,稱為金屬電阻的應變效應壓電此案料可以分為三大類:壓電晶體、壓電陶瓷、新型壓電材料主要包括半導體和有機高分子壓電材料兩種

壓電式感測器原理

5樓:小談說劇

壓電式感測器原理:壓電材料受力後表面產生電荷。電荷經電荷放大器和測量電路放大變換後,成為與外力成正比的電輸出。

當壓電感測器受到沿其敏感軸向的外力作用時,兩個電極上產生極性相反的電荷,相當於乙個電荷源(靜電發生器)。因為壓電晶體是絕緣體,當它的兩極收集電荷時,它就相當於乙個電容器。

其電容沿x軸施加產生縱向壓電效應,沿y軸施加產生橫向壓電效應,沿相對的兩個平面施加產生切向壓電效應。壓電感測器是用來測量力和電能轉換成電能的非電物理量。它的優點是頻帶寬、靈敏度高、訊雜比高、結構簡單、工作可靠和重量輕等。

缺點是有些壓電材料需要防潮措施,輸出直流響應差。為了克服這一缺點,需要高輸入阻抗電路或電荷放大器。

6樓:百度文庫精選

內容來自使用者:baby萬俟

壓電式壓力感測器原理、特點及應用

壓電式壓力感測器的原理

壓電式壓力感測器的原理主要是壓電效應,它是利用電氣元件和其他機械把待測的壓力轉換成為電量,再進行相關測量工作的測量精密儀器,比如很多壓力變送器和壓力感測器。壓電感測器不可以應用在靜態的測量當中,原因是受到外力作用後的電荷,當迴路有無限大

的輸入抗阻的時候,才可以得以儲存下來。但是實際上並不是這樣的。因此壓電感測器只可以應用在動態的測量當中。

它主要的壓電材料是:磷酸二氫胺、酒石酸鉀鈉和石英。而石英呢,其實是一種天然的晶體,而壓電效應就是在此晶體的基礎上發現的。

在規定的範圍裡,

壓電性質是不會消失,而是一直存在的。但是如果溫度在這個規定的範圍之外,壓電性質就會徹底地消失不見。當應力發生變化的時候,電場的變化很小很小,其他的一些壓電晶體就會替代石英。

酒石酸鉀鈉,它是具有很大的壓電係數和壓電靈敏度的,但是,它只可以使用在室內的濕度

和溫度都比較低的地方。磷酸二氫胺是一種人造晶體,它可以在很高的濕度和很高的溫度的環境中使用,所以,它的應用是非常廣泛的。隨著技術的發展,壓電效應也已經在多晶體上得到應用了。

例如:壓電陶瓷,鈮鎂酸壓電陶瓷、鈮酸鹽系壓電陶瓷和鈦酸鋇壓電陶瓷等等那就要使用電荷放大器或者高輸入阻抗電路來彌補這個缺點,讓儀器更好地工作。

7樓:匿名使用者

壓電式感測器是基於壓電效應的感測器。

原理是:某些物質,當沿著一定方向對其加力而使其變形時,在一定表面上將產生電荷,當外力去掉後,又重新回到不帶電狀態,這種現象稱為 壓電效應 。

壓電效應可分為正壓電效應和逆壓電效應。正壓電效應是指:當晶體受到某固定方向外力的作用時,內部就產生電極化現象,同時在某兩個表面上產生符號相反的電荷;當外力撤去後,晶體又恢復到不帶電的狀態;當外力作用方向改變時,電荷的極性也隨之改變;晶體受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。

壓電式感測器大多是利用正壓電效應製成的。逆壓電效應是指對晶體施加交變電場引起晶體機械變形的現象,又稱電致伸縮效應。用逆壓電效應製造的變送器可用於電聲和超聲工程。

壓電敏感元件的受力變形有厚度變形型、長度變形型、體積變形型、厚度切變型、平面切變型 5種基本形式

8樓:春妙音

:壓電材料受力後表面產生電荷。電荷經電荷放大器和測量電路放大變換後,成為與外力成正比的電輸出。

當壓電感測器受到沿其敏感軸向的外力作用時,兩個電極上產生極性相反的電荷,相當於乙個電荷源(靜電發生器)。因為壓電晶體是絕緣體,當它的兩極收集電荷時,它就相當於乙個電容器。其電容沿x軸施加產生縱向壓電效應,沿y軸施加產生橫向壓電效應,沿相對的兩個平面施加產生切向壓電效應。

壓電感測器是用來測量力和電能轉換成電能的非電物理量。它的優點是頻帶寬、靈敏度高、訊雜比高、結構簡單、工作可靠和重量輕等。缺點是有些壓電材料需要防潮措施,輸出直流響應差。

為了克服這一缺點...

9樓:

你可以簡單的把壓電感測器理解為乙個電阻,在外力的作用下發生變形(截面面積,長度發生改變)導致阻值發生相應的變化,再通過連線電路把阻值的變化轉為電引數(電流、電壓等)的變化反映出來。

10樓:

壓電式感測器是一種典型的自發電式感測器,他是以某些晶體受力後在其表面產生電荷的壓電效應為轉換原理的感測器。

某些晶體,當沿著一定方向受到外力作用時,內部就產生極化現象,同時在某兩個表面上便產生符號相反的電荷。當外力去掉後,又恢復到不帶電的狀態。當作用力方向改變時,電荷的極性也隨之改變,晶體受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。

上述現象稱之為正壓電效應。壓電式感測器大都是利用壓電材料的正壓電效應製成的。

壓電感測器的應用有哪些

11樓:劉來福務未

壓電式石英晶體感測器,其它壓電單晶如:鈮酸鋰,鉭酸鋰,鍺酸鋰,鎵酸鋰等感測器.壓電式壓電陶瓷感測器,壓電式壓電半導體感測器,高分子壓電材料壓電式感測器.

12樓:諸葛耕順容綾

比如電子秤!還有壓電陶瓷片!壓電感測器有好幾種!有電阻的,電容的,電阻的用的多一點,優點廉價!原理就是把力變成電訊號!

壓電式感測器的特點

13樓:匿名使用者

piezoelectric type transducer

基於壓電效應的感測器。是一種自發電式和機電轉換式感測器。它的敏感元件由壓電材料製成。

壓電材料受力後表面產生電荷。此電荷經電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗後就成為正比於所受外力的電量輸出。壓電式感測器用於測量力和能變換為力的非電物理量,如壓力、加速度等(見壓電式壓力感測器、加速度計)。

它的優點是頻帶寬、靈敏度高、訊雜比高、結構簡單、工作可靠和重量輕等。缺點是某些壓電材料需要防潮措施,而且輸出的直流響應差,需要採用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。配套儀表和低雜訊、小電容、高絕緣電阻電纜的出現,使壓電感測器的使用更為方便。

它廣泛應用於工程力學、生物醫學、電聲學等技術領域

如何檢測壓電式爆震感測器是否良好

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感測器在哪方面有應用,壓電感測器的應用有哪些

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能否用壓電感測器測量變化緩慢的應力訊號?試說明理由

這個是不行的,壓電感測器只適用於快速變化的壓力訊號。壓電式感測器是一種典型的自發電式感測器,他是以某些晶體受力後在其表面產生電荷的壓電效應為轉換原理的感測器。當沿著一定方向受到外力作用時,內部就產生極化現象,同時在某兩個表面上便產生符號相反的電荷。當外力去掉後,又恢復到不帶電的狀態。當作用力方向改變...