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压电式传感器你知道多少?

变宝网09月10日讯

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。它的敏感件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。下面小编带大家了解下压电式传感器。

一、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。

二、压电式传感器的参数

(1)压电常数是衡材料压电效应强弱的参数,它直接关系到压电输出的灵敏度。

(2)压电材料的弹性常数、刚度决定着压电器件的固有频率和动态特性。

(3)对于一定形状、尺寸的压电件,其固有电容与介电常数有关;而固有电容又影响着压电传感器的频率下限。

压电式传感器你知道多少?

(4)在压电效应中,机械耦合系数等于转换输出能(如电能)与输入的能(如机械能)之比的平方根;它是衡压电材料机电能转换效率的一个重要参数。

(5)压电材料的绝缘电阻将减少电荷泄漏,从而改善压电传感器的低频特性。

(6)压电材料开始丧失压电特性的温度称为居里点温度。

三、压电式传感器的压电转换

压电关系表达式:Q=d*F,其中d:压电常数

更一般表达式:电荷密度q,(用单位面积受力表示)

其中:i=1,2,3表示晶体极化方向,指的是与产生电荷的面垂直的方向;j=1,2,3,4,5,6表示受力方向,1~3表示x,y.z向受力,4~6表示剪切力方向。

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