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压电传感器是一种典型的自发电型

压电传感器是一种典型的自发电型

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  • 发布时间:2022-11-02 10:45
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摘要:压电传感器是一种典型的自发电型感应器,以电解介质的压电效应为载体,外力的作用下到电解介质表面造成电荷,以此来实现非电量精确测量。某种电解介质在沿一定方位遭受力作用而变型时,内部结构也会产生电极化,另外在其表面有电荷造成,当外力作用除掉后,表面电荷消退,这种情况称之为压电正方向效用。

压电传感器是一种典型的自发电型

【概要描述】压电传感器是一种典型的自发电型感应器,以电解介质的压电效应为载体,外力的作用下到电解介质表面造成电荷,以此来实现非电量精确测量。某种电解介质在沿一定方位遭受力作用而变型时,内部结构也会产生电极化,另外在其表面有电荷造成,当外力作用除掉后,表面电荷消退,这种情况称之为压电正方向效用。

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压电传感器是一种典型的自发电型感应器,以电解介质的压电效应为载体,外力的作用下到电解介质表面造成电荷,以此来实现非电量精确测量。

某种电解介质在沿一定方位遭受力作用而变型时,内部结构也会产生电极化,另外在其表面有电荷造成,当外力作用除掉后,表面电荷消退,这种情况称之为压电正方向效用。

相反,在导电介质的电极化方位增加电磁振荡,它也会产生机械设备形变。当除掉另加静电场,电解介质形变随着消退。这种情况称之为压电反向效用(电致伸缩效用)。

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1、压电效应机理研究

具备压电效应物质的许多,如纯 天然的石英晶体、人工合成的压电瓷器等,现以石英晶体为例子,表明压电效应原理。如下图1所显示为石英晶体切成片,石英的晶体构造为六方晶体系,化学方程式为SiO2。纵坐标界定如下所示:

X轴:两平行面面层内交角等分线,竖直此轴压电效应牛。称之为电轴。

Y轴:垂直在平行面面层,在静电场影响下形变较大,称之为机械轴。

z轴:无压电效应,中心轴,又称直线光轴。

硅离子有4个正电荷,氧离子有2个负电荷,一个硅离子或两个氧离子更替排序。

2、构造特点

(1)沿Y轴方向功效抗拉力与沿X轴方向功效工作压力,晶胞结构形变同样,因此所产生的电荷正负极同样,一样大道理,沿X轴方向功效抗拉力与沿Y轴方向功效工作压力而引起的电荷正负极同样。

(2)在晶体的线形弹力范围之内,当沿X轴方向功效工作压力FX时,在和X轴垂直平面内所产生的电荷数为Q=d11FX

(3)假如沿Y轴方向功效工作压力Fy时,电荷仍出现在了与X轴相垂直平面内,其电荷数为Q=d12l/δFy=-d11l/δFyl

为石英芯片长度;δ为芯片厚度,d12为沿Y轴方向反作用力的压电常量,因为石英晶体的中心对称,所以d12=-d11。减号表明所形成的电荷极性相反。

压电式感应器由压电传感器部件和精确测量变换电路组成。压电传感器元器件是一种力光敏电阻器,但凡可以转换为力的参量,如地应力、工作压力、震动、瞬时速度等,都可测量,因为压电效应的可逆,压电元器件又常见作超音波的释放与接收装置。



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