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壓電式傳感器變換原理
添加時間:2017-12-22

1.壓電式傳感器變換原理

壓電式傳感器是根據某些晶體材料所具有的特殊物理性能而進行信號轉換的,這種特殊的物理性能就是壓電效應。

石英、鈦酸鋇、酒石酸鉀鈉、鋯鈦酸鉛等,當受到 外力作用時,不僅幾何尺寸發生變化,而且內部極化,表面 上有電荷出現,形成電場; 當外力去掉時,表面又重新回到 原來狀態,這就是壓電效應。

具有壓電效應的材料叫壓電晶體材料。

在壓電式傳感器中,壓電晶體是這樣安裝的,即當整個 傳感器振動時,其內部質量塊的慣性力就作用在壓電晶體上。

由牛頓第二定律F=ma可知,質量一定時,慣性力與 加速度成正比,因此傳感器的輸出信號的大小與它所受到的 振動加速度成正比。故壓電式加速度傳感器簡稱加速度計。

壓電式傳感器

2.壓電式加速度傳感器的結構

壓電式加速度傳感器(后述簡稱加速度計)的結構型式常 見的有兩種。一種是壓縮機型,即質量塊對壓電晶體施加壓力,一種是剪切型,即質量塊對壓電晶體施加剪切力。

3.壓電式傳感器的多種類型

(1)通用型

它具有良好的綜合特性,能滿足大多數測量的需要。它 備有頂面和側面輸出的兩種連接形式。

靈敏度范圍為10-100 mv/g,重量10-50g。

(2)微型

尺寸小、靈敏度低。適合于測量高振級、高頻率的振動 及用在輕型結構上。重量在0.4-2g之間。

(3)特殊型

①.三向型,用于測量三個互相垂直平面內的振動。

②.加固型,能承受400C的高溫,更適合于透平機,發 電機及普通工藝設備和永久性監測。

③.高靈敏度型,具有較高的靈敏度,特別適合于測量建 筑物及大型機構的低振級振動。

④.小型加固型,用于測量高振級的沖擊。

⑤.標準型,用于校準其它加速度計。

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