壓電式傳感器的技術(shù)參數(shù)和主要應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2019-03-25 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】壓電式傳感器是基于壓電效應(yīng)的傳感器,是一種自發(fā)電式和機(jī)電轉(zhuǎn)換式傳感器,它的敏感元件由壓電材料制成。壓電式傳感器用于測(cè)量力和能變換為電的非電物理量。
壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷,此電荷經(jīng)電荷放大器和測(cè)量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。
壓電式傳感器用于測(cè)量力和能變換為電的非電物理量。它的優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和重量輕等。缺點(diǎn)是某些壓電材料需要防潮措施,而且輸出的直流響應(yīng)差,需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來(lái)克服這一缺陷。
壓電式傳感器的技術(shù)參數(shù)
壓電常數(shù)是衡量材料壓電效應(yīng)強(qiáng)弱的參數(shù), 它直接關(guān)系到壓電輸出的靈敏度。壓電材料的彈性常數(shù)、 剛度決定著壓電器件的固有頻率和動(dòng)態(tài)特性。對(duì)于一定形狀、 尺寸的壓電元件, 其固有電容與介電常數(shù)有關(guān); 而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限。
在壓電效應(yīng)中,機(jī)械耦合系數(shù)等于轉(zhuǎn)換輸出能量(如電能)與輸入的能量(如機(jī)械能)之比的平方根; 它是衡量壓電材料機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)重要參數(shù)。
壓電材料的絕緣電阻將減少電荷泄漏, 從而改善壓電傳感器的低頻特性。壓電材料開(kāi)始喪失壓電特性的溫度稱為居里點(diǎn)溫度。
壓電式傳感器的應(yīng)用
1、壓電式測(cè)力傳感器
壓電式測(cè)力傳感器是利用壓電元件直接實(shí)現(xiàn)力-電轉(zhuǎn)換的傳感器,在拉、壓場(chǎng)合,通常較多采用雙片或多片石英晶體作為壓電元件。其剛度大,測(cè)量范圍寬,線性及穩(wěn)定性高,動(dòng)態(tài)特性好。當(dāng)采用大時(shí)間常數(shù)的電荷放大器時(shí),可測(cè)量準(zhǔn)靜態(tài)力。按測(cè)力狀態(tài)分,有單向、雙向和三向傳感器,它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上基本一樣。
2、壓電式加速度傳感器
壓電元件一般由兩片壓電片組成。在壓電片的兩個(gè)表面上鍍銀層,并在銀層上焊接輸出引線,或在兩個(gè)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傳感器基座相連。在壓電片上放置一個(gè)比重較大的質(zhì)量塊,然后用一硬彈簧或螺栓、螺帽對(duì)質(zhì)量塊預(yù)加載荷。整個(gè)組件裝在一個(gè)厚基座的金屬殼體中,為了隔離試件的任何應(yīng)變傳遞到壓電元件上去,避免產(chǎn)生假信號(hào)輸出,所以一般要加厚基座或選用剛度較大的材料來(lái)制造。
目前制作壓電式傳感器的材料有很多,其中可分為壓電單晶、壓電多晶和有機(jī)壓電材料。壓電式傳感器中用得最多的是屬于壓電多晶的各類(lèi)壓電陶瓷和壓電單晶中的石英晶體。其他壓電單晶還有適用于高溫輻射環(huán)境的鈮酸鋰以及鉭酸鋰、鎵酸鋰、鍺酸鉍等。
如今的大型精密系統(tǒng)對(duì)質(zhì)量和體積大小都非常的關(guān)注,傳統(tǒng)的大塊頭的壓電傳感器將逐步的失去其市場(chǎng)。隨著新材料及新加工技術(shù)的開(kāi)發(fā),利用激光等各種微細(xì)加工技術(shù)制成的硅加速度傳感器由于具有體積非常的小、互換性及可靠性都很好的吸引力,正在逐步取代傳統(tǒng)的壓電傳感器。壓電傳感器的功能已經(jīng)突破傳統(tǒng)的功能,其輸出不再是一個(gè)單一的模擬信號(hào),而是經(jīng)過(guò)微電腦處理后的數(shù)字信號(hào),有的壓電傳感如集成后的壓電傳感器其本身帶有控制功能,也就是數(shù)字傳感器,這是一大發(fā)展趨勢(shì)。
特別推薦
- 克服碳化硅制造挑戰(zhàn),助力未來(lái)電力電子應(yīng)用
- 了解交流電壓的產(chǎn)生
- 單結(jié)晶體管符號(hào)和結(jié)構(gòu)
- 英飛凌推出用于汽車(chē)應(yīng)用識(shí)別和認(rèn)證的新型指紋傳感器IC
- Vishay推出負(fù)載電壓達(dá)100 V的業(yè)內(nèi)先進(jìn)的1 Form A固態(tài)繼電器
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車(chē)載PoC電感器LQW32FT_8H系列
技術(shù)文章更多>>
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動(dòng)器如何選型,一文告訴您
- 貿(mào)澤電子新品推薦:2024年第三季度推出將近7000個(gè)新物料
- 大聯(lián)大世平集團(tuán)的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)方案榮獲第六屆“金輯獎(jiǎng)之最佳技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用”獎(jiǎng)
- X-CUBE-STL:支持更多STM32, 揭開(kāi)功能安全的神秘面紗
- 觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車(chē)用戶界面
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
- 車(chē)規(guī)與基于V2X的車(chē)輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車(chē)安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車(chē)模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車(chē)用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門(mén)搜索
音頻IC
音頻SoC
音頻變壓器
引線電感
語(yǔ)音控制
元件符號(hào)
元器件選型
云電視
云計(jì)算
云母電容
真空三極管
振蕩器
振蕩線圈
振動(dòng)器
振動(dòng)設(shè)備
震動(dòng)馬達(dá)
整流變壓器
整流二極管
整流濾波
直流電機(jī)
智能抄表
智能電表
智能電網(wǎng)
智能家居
智能交通
智能手機(jī)
中電華星
中電器材
中功率管
中間繼電器