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压电式压力传感器的工作(zuò)原理及应用领域

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来源(yuán):仪天成电力  时间:2017/12/07  阅读:

         随着技术的发展,压电(diàn)效应也已经在多晶体上得到应(yīng)用(yòng),目前压电式压(yā)力传感器应用多的主要压电材料是:磷酸二(èr)氢胺、酒石(shí)酸钾钠和石英。石英是一(yī)种天然的晶体,压(yā)电效应就是在此晶体的基(jī)础上发现(xiàn)的。在规定的范围里,压(yā)电性质是不会消失,而是一直存在(zài)的。线路故障距离(lí)测试仪在变电站(zhàn)内对故障线路(lù)进行测(cè)试,就可准确地测出故障(zhàng)距(jù)离,确定故障杆塔,便于抢修人员快速查找(zhǎo)故障,缩短(duǎn)抢修时间。如果温度在这个规定的范围之外,压电性质就(jiù)会彻底地消失不见。当应力发生变化的时候,电(diàn)场的变化很小很小,其他的一些压(yā)电晶体就会替代石英。酒石酸钾钠具有很大的压电系数和(hé)压电(diàn)灵敏度(dù),但是只(zhī)可以使用在(zài)室内的湿度和温度都比较低的地(dì)方。磷酸二氢(qīng)胺是一种人造晶体,可以在很高的湿(shī)度和很高的温度的环境中使用,因(yīn)此应用非常广泛。
       压电式(shì)压力传感器的原理主要(yào)是(shì)压(yā)电效应,它是利(lì)用电(diàn)气元件和其(qí)他机械把待测的压力转换成为电量,再进行相关(guān)测量工作的测量精(jīng)密仪(yí)器,比如很多(duō)压力变送器和压力传感器。压电传感器(qì)不可以应用在静态的测量当(dāng)中,原(yuán)因是受到外(wài)力作用后的电荷,当(dāng)回路有无限大(dà)的输入抗阻(zǔ)的时候,才可以(yǐ)得以保存下来(lái),因(yīn)此压电传感器只可以应用在动态的测量当中(zhōng)。
    以压电效(xiào)应为工作原理的传感器,是机电(diàn)转换式和自发电式传感器。它的敏感元件是用压电的材料制作而成的,而当压电材料受到外力作用的时候(hòu),它(tā)的表(biǎo)面会形(xíng)成(chéng)电荷(hé),电荷会通过电荷(hé)放大器、测量电(diàn)路的放大以及变换阻抗以后,就会被转换成为与所受到的外力成正比关(guān)系的电量输出(chū)。它是用来测(cè)量(liàng)力以及可以(yǐ)转(zhuǎn)换成为力的非(fēi)电物理量,例如:加速度和压力。它有很多优点:重量较轻、工作(zuò)可靠、结构很简单、信噪比很高(gāo)、灵敏度很高以及信频宽等等。但是它也存在着某些缺点(diǎn):有部分电压材料(liào)忌潮湿,因此需要采(cǎi)取一系列的防潮措(cuò)施,而输出电流的响应又比较差,那就要使用电荷放大器或者高输入阻(zǔ)抗电路来弥补这个缺点,让仪器更(gèng)好地工作。
    压电式压力传感器的应用领域非常广泛,能够测量发动机里(lǐ)面的燃烧压力使其在电声学、生物医学和工程力学使用频繁。除了以上领域外,压电式压力传感器也能够应用在军事方面。它可以测量在膛(táng)中的枪炮子弹在击发的(de)那一刻,膛压的改变量以及炮口所受(shòu)到的冲击波压力。
       另外由于压电式压力传感器的使用寿命很长、重量较轻、体(tǐ)积较(jiào)小、结构较简单,因此它广泛应用在对建筑物、桥、汽车和飞机等的冲击和震动的测(cè)量(liàng),在(zài)宇航和航空的领域里也能起到特(tè)殊作用。

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