壓電式傳感器的應用
1、壓電式測力傳感器
壓電式測力傳感器是利用壓電元件直接實(shí)現力-電轉換的傳感器,在拉、壓場(chǎng)合,通常較多采用雙片或多片石英晶體作為壓電元件。其剛度大,測量范圍寬,線(xiàn)性及穩定性高,動(dòng)態(tài)特性好。當采用大時(shí)間常數的電荷放大器時(shí),可測量準靜態(tài)力。按測力狀態(tài)分,有單向、雙向和三向傳感器,它們在結構上基本一樣。
2、壓電式加速度傳感器
壓電元件一般由兩片壓電片組成。在壓電片的兩個(gè)表面上鍍銀層,并在銀層上焊接輸出引線(xiàn),或在兩個(gè)壓電片之間夾一片金屬,引線(xiàn)就焊接在金屬片上,輸出端的另一根引線(xiàn)直接與傳感器基座相連。在壓電片上放置一個(gè)比重較大的質(zhì)量塊,然后用一硬彈簧或螺栓、螺帽對質(zhì)量塊預加載荷。整個(gè)組件裝在一個(gè)厚基座的金屬殼體中,為了隔離試件的任何應變傳遞到壓電元件上去,避免產(chǎn)生假信號輸出,所以一般要加厚基座或選用剛度較大的材料來(lái)制造。
目前制作壓電式傳感器的材料有很多,其中可分為壓電單晶、壓電多晶和有機壓電材料。壓電式傳感器中用得最多的是屬于壓電多晶的各類(lèi)壓電陶瓷和壓電單晶中的石英晶體。其他壓電單晶還有適用于高溫輻射環(huán)境的鈮酸鋰以及鉭酸鋰、鎵酸鋰、鍺酸鉍等。
如今的大型精密系統對質(zhì)量和體積大小都非常的關(guān)注,傳統的大塊頭的壓電傳感器將逐步的失去其市場(chǎng)。隨著(zhù)新材料及新加工技術(shù)的開(kāi)發(fā),利用激光等各種微細加工技術(shù)制成的硅加速度傳感器由于具有體積非常的小、互換性及可靠性都很好的吸引力,正在逐步取代傳統的壓電傳感器。壓電傳感器的功能已經(jīng)突破傳統的功能,其輸出不再是一個(gè)單一的模擬信號,而是經(jīng)過(guò)微電腦處理后的數字信號,有的壓電傳感如集成后的壓電傳感器其本身帶有控制功能,也就是數字傳感器,這是一大發(fā)展趨勢。