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什么是压电换能器,它是如何工作的

什么是a传感器

一个传感器是一种可以将一种能量转换为其他形式的设备,传感器分为许多类型,其中一些是电,磁性和压电。

什么是压电效果

在压电材料中,如果我们施加机械力,它可以改变材料的尺寸。因此,电势将出现在晶体的某些表面上。这种潜力是由移位对于电荷,这种效应被称为压电效应。

什么是压电换能器,它是如何工作的

压电传感器是由一种特殊材料制成的,它是由压电材料制成的。这种材料有一个特点,如果材料受到压力,它会产生一个电动势,这个电动势可以通过测量来找出施加的压力。具有压电特性的元件称为电阻元件。压电材料分为天然和合成两大类。天然基团由石英和罗谢尔盐组成,而合成基团由硫酸锂和酒石酸乙二胺组成。这种换能器的工作原理可以解释为:当力作用于石英晶体时,晶体表面会产生电荷,因此产生的电荷可以称为压电。产生的电荷将与施加的压力成正比。

压电换能器的原理是什么

根据压电材料的切割方式,可以区分三种主要的操作模式,它们是横向,纵向和剪切的。

横向效应

当沿中性轴的力施加力“Y”时,它沿着“X”方向产生电荷,垂直于力线。电荷取决于压电元件的几何尺寸。

纵向效应

所产生的电荷量与施加的力成正比,与压电元件的大小和形状无关。

剪切作用

所产生的电荷与所施加的力成正比,它们与单元的大小和形状无关。

什么是压电传感器,它在哪里使用

压电传感器是根据压电效应原理工作的,可以测量加速度、压力、温度等的变化。测量是通过把它转换成电荷来完成的。压电式压力传感器是测量动态压力的,不适合测量静压。压电传感器是一种主动传感器,它不需要外部电源的帮助,因为它是自动产生的。

用于压电换能器的材料是什么

用于测量过程的材料必须具有稳定性,高输出,对极端温度和湿度不敏感的某些性质,并且它必须具有形成或加工成任何形状的能力。由于其稳定性,石英主要用作压电材料。该材料大多数成形为矩形或方形板,它将保持在两个电极之间。晶体连接到适当的电子电路以获得适当的输出。

我们如何将压电传感器分类

压电换能器根据工作频率可分为声频换能器、超声波换能器和超声速换能器。在所有这些类别中,传感器的设计和功能变化很大。声波换能器工作在一个可听见的频率范围内,这将是小于20千赫。声波换能器的例子有蜂鸣器和单形换能器。超声波换能器通常工作在20-200千赫的频率范围。超级声波换能器的工作频率范围为Mhz。

压电换能器的优点是什么

  • 这些换能器具有高频响应,使其可以测量高速变化的参数
  • 它具有高的瞬态响应,这意味着它可以检测到以微秒为单位的事件,也可以给出线性输出
  • 高输出可以通过电子电路的帮助来衡量
  • 它们体积小,结构坚固。

压电换能器的缺点是什么

  • 压电换能器的输出很低,因此必须连接外部电子电路
  • 压电换能器具有高阻抗,因此必须连接到放大器和辅助电路。
  • 以足够的强度塑造晶体是非常困难的

压电换能器的应用是什么?

  • 它用作加速度计,因为其频率响应优异
  • 它可以用电压来测量力、压力和位移
  • 它的设计用途是作为一个预拉伸螺栓,以便拉力和压缩力都可以进行测量
  • 它在军事领域用于测深、声纳和水听器
  • 它在超声成像的医学领域是有用的
  • 它对于动态测量是非常有用的
  • 它用于汽车工业,在安全气囊传感器,气流传感器,爆震传感器

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