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压电式压力传感器的工作原理(lǐ)及应用领域

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来源:仪天成电力(lì)  时间:2017/12/07  阅读(dú): 次(cì)

         随着技(jì)术的发展,压电(diàn)效(xiào)应也已经(jīng)在(zài)多晶体上得到应用,目前压电式压力传感器应用多的主要压电材料是:磷酸二氢胺、酒(jiǔ)石酸钾钠和石英(yīng)。石英是一种天然的晶体,压电效应就是在此晶体的基础上发现的。在规定的范(fàn)围里,压电性质是不会消失(shī),而是一直存在的。线(xiàn)路故(gù)障距离(lí)测试仪在变电(diàn)站内对故障线路进行测试,就可(kě)准确地测出故障距离,确定故障杆塔,便于抢修人员快速查找故障,缩短抢修时间。如果温度在(zài)这(zhè)个(gè)规定的范围之外,压电(diàn)性质就会彻(chè)底(dǐ)地消失不见。当应(yīng)力(lì)发(fā)生变化的时候,电场的变(biàn)化很小很小(xiǎo),其他的一些压电晶体就会替(tì)代石英。酒(jiǔ)石酸钾钠具有很大的压电系数和压电灵敏度,但是只可以使用在室内的(de)湿度和温度都(dōu)比较低的地(dì)方。磷(lín)酸二氢胺是一(yī)种人造(zào)晶体,可以在很高的湿度和很高的温度的环境中使用,因此应用非常广泛。
       压电式压力传感(gǎn)器的原理主要是压电效应,它是利用电(diàn)气元件和其他机械把待测的压(yā)力转换成(chéng)为(wéi)电量,再进行相关测量工作的测量(liàng)精密仪器,比如很多压力(lì)变送器和压力传感器。压电传感器不可以应用在静态的测量(liàng)当中,原因(yīn)是受到外力作用后的电荷,当回路(lù)有无限大的(de)输入抗阻的时候,才可以得以保存下来,因此压电传感器只可以应用在动态的测量当中。
    以压电效应为工作原理的传感器,是机电转换(huàn)式和自发电式传感器。它(tā)的敏感元件是用压电的材(cái)料制作而成的,而当压电材料受到外力作用的时(shí)候(hòu),它的表面会形成电荷,电荷会(huì)通过电荷放大器、测量电路的放大以及变换阻抗以后,就(jiù)会被转换成为与所受到的外力成正比关系的电量输出。它是用来测量力以及可以转(zhuǎn)换(huàn)成为力(lì)的非电物理量,例(lì)如:加速度和压力。它有(yǒu)很多优点(diǎn):重量较轻(qīng)、工作可靠、结构很简单、信噪比很高、灵(líng)敏度很(hěn)高以及信频(pín)宽等等。但是它也存在着某些缺点:有部分电压材料(liào)忌潮湿,因此需要采取一系列(liè)的防潮措施(shī),而(ér)输出电(diàn)流(liú)的响应又比较(jiào)差,那就要使用电荷放大器或者高输入阻抗电路来弥补这个(gè)缺点,让仪器更好地工作。
    压电式压(yā)力传感器的应用领域非常广泛,能够测量发动机里面的燃烧压力使其在电声学、生物医学(xué)和工程力学使用频繁。除了以上领域外,压电(diàn)式压力传感器也能够应用在军事(shì)方面。它可以测量在膛中的枪炮子弹在击发的那一刻,膛压的改变量(liàng)以及炮口所受到(dào)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(liàng)较轻、体积较小、结构较简单,因此它广泛应用(yòng)在对建(jiàn)筑物、桥、汽车和飞机等的冲击和震动的测量,在宇航和航空的领域(yù)里也能起(qǐ)到特殊作用。

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