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壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器,，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器,。, J% w# [9 W s& N+ l! Z
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我們知道,，晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的,。某些晶體介質,，當沿著一定方向受到機械力作用發(fā)生變形時，就產(chǎn)生了極化效應,；當機械力撤掉之后,，又會重新回到不帶電的狀態(tài),，也就是受到壓力的時候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應,，這就是所謂的極化效應,。科學家就是根據(jù)這個效應研制出了壓力傳感器,。
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7 L% x, i/ E0 V) n) n6 ] 壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英,、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英(二氧化硅)是一種天然晶體,，壓電效應就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的,，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質一直存在,，但溫度超過這個范圍之后,，壓電性質完全消失(這個高溫就是所謂的“居里點”)。由于隨著應力的變化電場變化微小(也就說壓電系數(shù)比較低),，所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代,。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應用,。磷酸二氫胺屬于人造晶體,，能夠承受高溫和相當高的濕度，所以
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已經(jīng)得到了廣泛的應用,。
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. A/ S/ u' a5 V6 N% o) Z! G 在現(xiàn)在壓電效應也應用在多晶體上,，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷,、PZT,、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等,。
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壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理,，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因為經(jīng)過外力作用后的電荷,，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存,。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應力,。% {8 A. J$ K$ M2 ^& Y0 v
: z# t3 X0 M# y; b. G* P 壓電傳感器主要應用在加速度,、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計,。它具有結構簡單,、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點,。壓電式加速度傳感器在飛機,、汽車、船舶,、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應用,，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動機內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量,。也可以用于軍事工業(yè),，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力,，也可以用來測量微小的壓力,。( P$ a% d5 V3 z; @
/ F- D7 v" [6 c* w. f! P0 u. ] 壓電式傳感器也廣泛應用在生物醫(yī)學測量中，比如說心室導管式微音器就是由壓電傳感器制成的,，因為測量動態(tài)壓力是如此普遍,，所以壓電傳感器的應用就非常廣。
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除了壓電傳感器之外,，還有利用壓阻效應制造出來的壓阻傳感器,，利用應變效應的應變式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應和不同的材料,，在不同的場合能夠發(fā)揮它們獨特的用途,。 |
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發(fā)表于 2013-3-11 11:08:38
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