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壓電式壓力傳感器(qì)的工作原理(lǐ)及應用領域

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來源:儀天(tiān)成電(diàn)力  時間:2017/12/07  閱(yuè)讀:

         随着技術的發展,壓電效應也已經在多晶體(tǐ)上得到應(yīng)用,目前壓(yā)電式壓力傳感器應用多的(de)主要壓電材料是:磷酸二氫胺、酒石酸鉀鈉和(hé)石英。石(shí)英是一種天然的晶體,壓(yā)電效應就是在此晶體的基礎上發現的。在規定的(de)範圍裡,壓(yā)電性質是不會消失,而是一直存在的。線路故障距離測試儀在變(biàn)電站内對故障(zhàng)線路進行測試,就可準确地測(cè)出故障距離,确定故障杆(gǎn)塔,便(biàn)于搶修人員快速(sù)查找(zhǎo)故障,縮短搶修時間。如果溫度在這個規定(dìng)的範圍之外,壓電性質就會徹(chè)底(dǐ)地消失(shī)不見。當應力發生變化的時候,電場的變化很小很(hěn)小,其他的一些壓(yā)電(diàn)晶體就會替代石英。酒石酸鉀鈉具有很大的壓電系(xì)數和壓電靈敏度,但是隻可以使用在室内的濕度和溫度(dù)都比較低的地方。磷酸二氫胺(àn)是一種人造晶體,可以在很高的濕度和(hé)很高的溫度的環境中使(shǐ)用,因此應用非常廣泛。
       壓電(diàn)式壓力傳感(gǎn)器(qì)的原理主要是壓電效應,它(tā)是利(lì)用電氣元件和其他機械把待測的(de)壓力(lì)轉換成為電(diàn)量,再進行相關測量工作的測量精密儀器,比如(rú)很多壓力變送器和壓力傳感器。壓電傳感器(qì)不可以應用在靜态的測量當中,原因是受到外(wài)力作用後的電荷,當回路有無限大(dà)的輸入(rù)抗阻的時候,才可以得以保存下來,因此壓電(diàn)傳感器隻可以(yǐ)應用在動态的(de)測量(liàng)當中。
    以壓電效應為工作(zuò)原理(lǐ)的(de)傳(chuán)感器,是機電轉換式和自發電式傳感器(qì)。它的(de)敏感元件是用壓電的材(cái)料制作而成的,而當壓電材料受到(dào)外力作用的時候,它的表面會形成電荷,電荷會通過電荷放大器、測量電路(lù)的放大以及變換阻抗以後,就會被轉換成為與(yǔ)所(suǒ)受到的外力成正比關系的電(diàn)量輸出(chū)。它是用來測量力以及(jí)可以轉換(huàn)成為力的非電(diàn)物理量,例如:加速度和壓力。它(tā)有很(hěn)多優點:重量較輕、工(gōng)作可靠、結構很簡單、信噪比(bǐ)很高、靈敏度很高以及信頻寬等等。但是(shì)它也存在着某些(xiē)缺點:有部分電壓材料忌潮(cháo)濕,因此需要采取一系列的防潮措施,而輸出電流的響(xiǎng)應又比較差,那就要使(shǐ)用電荷放(fàng)大器或者高輸入阻抗電路來彌補這個缺點,讓儀器更(gèng)好地工作。
    壓電式壓力傳(chuán)感器的應用領(lǐng)域非常廣泛,能夠測量發(fā)動機裡面的燃燒壓力使其在電聲學、生物醫學和工程力學使用頻(pín)繁。除了以上領域外,壓電式壓力(lì)傳感(gǎn)器也能夠應用(yòng)在軍事方(fāng)面。它可以(yǐ)測量在膛中的槍炮子彈在(zài)擊發的那一刻,膛(táng)壓的改變量以及炮口(kǒu)所受到的沖擊波壓力(lì)。
       另外由于壓電式壓力傳(chuán)感器(qì)的使用壽命很長、重量較輕、體(tǐ)積較小、結構較簡單,因此它廣泛應用在對建築物、橋、汽車和飛機等的沖擊(jī)和震動的測量,在宇航和航空的領域裡也能起到特殊作用。

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