压电材料做成的传感器(压电式传感器有哪几种常用的测量转换电路)

海潮机械 2023-02-25 04:18 编辑:admin 111阅读

一、压电式传感器有哪几种常用的测量转换电路

压电式压力传感器原理、特点及应用 ●压电式压力传感器的原理 ●压电式压力传感器的原理主要是压电效应,它主要的压电材料是:磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英。

酒石酸钾钠具有很大的压电系数和压电灵敏度的,但是,它只可以使用在室内的湿度和温度都比较低的地方。

磷酸二氢胺是一种人造晶体,它可以在很高的湿度和很高的温度的环境中使用,所以,它的应用是非常广泛的。

随着技术的发展, 压电效应也已经在多晶体上得到应用了。例如:压电陶瓷,铌镁酸压电陶瓷、铌酸盐系压电陶瓷和钛酸钡压电陶瓷等等都包括在内。 ●压电式压力传感器的特点 以压电效应为工作原理的传感器,是机电转换式和自发电式传感器。

它的敏感元件是用压电的材料制作而成的,而当压电材料受到外力作用的时候,它的表面会形成电荷,电荷会通过电荷放大器、测量电路的放大以及变换阻抗以后,就会被转换成为与所受到的外力成正比关系的电量输出。

它是用来测量力以及可以转换成为力的非电物理量,例如:加速度和压力。

它有很多优点:重量较轻、工作可靠、结构很简单、信噪比很高、灵敏度很高以及信频宽等等。

但是它也存在着某些缺点:有部分电压材料忌潮湿,因此需要采取一系列的防潮措施,而输出电流的响应又比较差,那就要使用电荷放大器或者高输入阻抗电路来弥补这个缺点,让仪器更好地工作。 ●压电式压力传感器的应用 压电式压力传感器的应用领域很广泛:电声学、生物医学和工程力学等等。

它能够测量发动机里面的燃烧压力,也能够应用在军事方面。

它可以测量在膛中的枪炮子弹在击发的那一刻,膛压的改变量以及炮口所受到的冲击波压力。

它能够测量很小的压力,也能够测量大的压力。

由于它的使用寿命很长、重量较轻、体积较小、结构较简单,因此它所涉及的领域远远不止这些。

在对建筑物、桥、汽车和飞机等的冲击和震动的测量,也是非常广泛的。

特别是在宇航和航空的领域里,它的地位是很特殊的。

二、压电式传感器?

是一种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电的非电物理量。

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。

三、利用压电材料的什么制成压电式超声波传感器?

超声波传感器主要是利用压电材料(晶体、陶瓷)的压电效应,其中超声波的发射器利用逆压电效应制成,将高频电振动转换为机械振动产生超声波;超声波接收器利用正压电效应制成,将超声波机械振动转换为电信号。

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

四、为什么压电式传感器多采用电荷放大器而不采用电压放大器?

压电式传感器内阻高,电荷放大器输入阻抗也非常高,系统引入误差较小。或用另一角度说压电式传感器受力大小与其两面上电荷成正比,简单来说就是压电传感器中的压电陶瓷的介电常数很大,也就意味着它的电阻很大,尽管压电传感器输出的电压很高,但是电流很小(最简单的一个例子就是打火机中的压电陶瓷能产生上万伏的电压,但是电流极小)。通过施加一个机械压力,压电陶瓷产生的电荷就很少。反映到压电传感器上就是输出一个毫伏量级的信号,此信号微弱,难以输出有效信号,不利于采集和传输,因此必须经过放大才有利于压电信号的采集、传输和分析。

电荷放大器的特点:高输入电阻,低噪声,放大倍数不能太高。电阻高才能保证输出的信号绝大部分是从传感器中获得的信号。

五、压电传感器和压阻传感器有什么区别?

   压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。 用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。

     压电式传感器: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.

六、pf传感器是什么传感器?

pf传感器是压电式传感器。压电式传感器是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电的非电物理量。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。

七、制造压电式加速度传感器材料?

压电式加速度传感器采用具有压电效应的材料如石英、压电陶瓷等作为敏感元件。

压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传感器。它是利用某些物质如石英晶体的压电效应,在加速度计受振时,质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时,则力的变化与被测加速度成正比。