压电陶瓷传感器

时间:2024-06-18 21:37:14编辑:分享君

如何用压电陶瓷做成压力传感器

电荷放大器的电路不同于一般电压放大器,输入阻抗极高,通常达GΩ级。压电传感器由于输出阻抗极高,必须用电荷放大器作初级放大。你用手捏压电陶瓷片根本不会有任何效果,那样做产生的电荷是pQ级的量,极其微弱的电流就足以在极短时间内把电荷泄放干净,而对于压电材料来说,你的手要算是导电性能很好的导体,所以你什么效果也得不到。


如何让压电陶瓷检测正负极电流测量输出

这个电压要直接连接到压电陶瓷的正负极才能有效地实现电致伸缩,如果只是把压电陶瓷置于空间电场之内,那么压电陶瓷正负极之间的电压会微乎其微,绝大部分部分电场能量都被空气(或真空)分走。
压电陶瓷在直流电压下发生电致伸缩时不会有电流流过,而在交变电场(电压)作用下发生电致伸缩时只会有很微小的电流流过它的正负极间,因为压电陶瓷的输入电阻极高,完全就是个绝缘体,但是它的两极之间镀有导电层,因此存在一个容量不大的平板电容,如果外加电压是交变的,会有很微小的交流电流通过这个电容流过。


压电式传感器的特点

压电式传感器

piezoelectric type transducer

  基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量,如压力、加速度等(见压电式压力传感器、加速度计)。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。配套仪表和低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现,使压电传感器的使用更为方便。它广泛应用于工程力学、生物医学、电声学等技术领域


压电式传感器的结构

石英 (SiO2)晶体结晶形状为六角形晶柱。两端为一对称的棱锥,六棱柱是它的基本组织,纵轴 z-z 称作光轴,通过六角棱线而垂直于光轴的轴线 x-x 称作电轴,垂直于棱面的轴线 y-y 称作机械轴。如果从晶体中切下一个平行六面体,并使其晶面分别平行于 z-z 、y-y 、x-x轴线,这个晶片在正常状态下不呈现电性。当施加外力时,将沿 x-x 方向形成电场,其电荷分布在垂直于 x-x 轴的平面上

压电式传感器是不是更适用于静态测量?

  压电式传感器不是更适用于静态测量。
  因为压电式传感器属于加速度型传感器,静态没有加速度,所以不能测量静态的信号,匀速运动也不能测。
  压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时,由于内部电荷的极化现象,会在其表面产生电荷的现象。压电材料 它可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料。压电式传感器中用得最多的是属于压电多晶的各类压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体。其他压电单晶还有适用于高温辐射环境的铌酸锂以及钽酸锂、镓酸锂、锗酸铋等。


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