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压电传感器是如何工作的_压电传感器的优点

发布日期:2021-01-13 15:43

  压电传感器是利用压电效应来测量对压电材料施加机械力所引起的电动势的装置。它们是基于机电能量转换的原理,主要是通过将获取的数据转换为电荷来测量力,以及压力、加速度、温度、应变等其他量。

  压电传感器多用于挠性运动、触摸、振动和冲击测量。它们可用于医疗、航空航天、消费电子和核仪器等多个领域。压电传感器很重要,因为振动和冲击会缩短电子和机电系统的寿命,这意味着脆弱的引线和键合线往往会受到压力。由于冲击和脉冲冲击,可能会出现系统的间歇性故障。

  压电式传感器的工作原理是压电效应。压电起源于希腊语piezein,字面意思是挤压或按压。正如后者所暗示的那样,我们是在挤压石英晶体以产生电压。因此,压电传感器的工作原理是通过对晶体施加机械能,具体步骤如下。

  1、压电晶体被放置在两块金属板之间,这两块金属板通常处于完美的平衡状态(即使它们不是对称排列),也不会传导任何电流。

  2、金属板对材料施加机械应力或力,迫使晶体内的电荷失去平衡。过多的负电荷和正电荷出现在晶体表面的相反面。

  3、金属板收集这些电荷,可用于产生电压并通过电路发送电流--转化为压电。

  在确定压电效应时,了解压电晶体的行为非常重要。基于压电效应的压电传感器可以从横向、纵向或剪切力中工作,对电场和电磁辐射不敏感。在很宽的温度范围内,其响应也非常线性,因此是一种适用于恶劣环境的理想传感器。

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