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壓電振動傳感器是如何工作的?

更新時間:2021-07-19   點擊次數(shù):671次
   壓電振動傳感器的工作原理是壓電效應(yīng),它利用壓電效應(yīng)來測量對壓電材料施加機械力所引起的電動勢的裝置。是基于機電能量轉(zhuǎn)換的原理,主要是通過將獲取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電荷來測量力,以及加速度、溫度、壓力、應(yīng)變等其他量。
  
一、儀器是如何工作的?
  壓電起源于希臘語piezein,字面意思是擠壓或按壓。正如后者所暗示的那樣,我們是在擠壓石英晶體以產(chǎn)生電壓。因此,壓電傳感器的工作原理是通過對晶體施加機械能,具體步驟如下。
  1、壓電晶體被放置在兩塊金屬板之間,這兩塊金屬板通常處于平衡狀態(tài)(即使它們不是對稱排列),也不會傳導(dǎo)任何電流。
  2、金屬板對材料施加機械應(yīng)力或力,迫使晶體內(nèi)的電荷失去平衡。過多的負電荷和正電荷出現(xiàn)在晶體表面的相反面。
  3、金屬板收集這些電荷,可用于產(chǎn)生電壓并通過電路發(fā)送電流--轉(zhuǎn)化為壓電。
  在確定壓電效應(yīng)時,了解壓電晶體的行為非常重要?;趬弘娦?yīng)的壓電傳感器可以從橫向、縱向或剪切力中工作,對電場和電磁輻射不敏感。在很寬的溫度范圍內(nèi),其響應(yīng)也非常線性,因此是一種適用于惡劣環(huán)境的理想傳感器。
  
二、應(yīng)用范圍
  壓電振動傳感器多用于撓性運動、觸摸、振動和沖擊測量。它們可用于醫(yī)療、航空航天、消費電子和核儀器等多個領(lǐng)域。壓電傳感器很重要,因為振動和沖擊會縮短電子和機電系統(tǒng)的壽命,這意味著脆弱的引線和鍵合線往往會受到壓力。由于沖擊和脈沖沖擊,可能會出現(xiàn)系統(tǒng)的間歇性故障。
  
三、優(yōu)點
  高頻率響應(yīng):這意味著在非??焖僮兓膮?shù)可以很容易地感應(yīng)到;
  高瞬態(tài)響應(yīng):因為它們能夠檢測到微秒級的事件,并提供線性輸出;
  高輸出:意味著可以在電子電路中測量;
  小尺寸且結(jié)構(gòu)堅固:這意味著他們易于操作。
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