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能否用压电传感器测量变化缓慢的应力信号?试说明理由

网友发布 2023-08-07 08:24 · 头闻号仪器机械

不能,压电传感器测量只能测量动态信号,因为,

压电式传感器是一种典型的自发电式传感器,他是以某些晶体受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器。

某些晶体,当沿着一定方向受到外力作用时,内部就产生极化现象,同时在某两个表面上便产生符号相反的电荷。当外力去掉后,又恢复到不带电的状态。当作用力方向改变时,电荷的极性也随之改变,晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。上述现象称之为正压电效应。压电式传感器大都是利用压电材料的正压电效应制成的。

从压电传感器的原理可以看出,它是一个动态的变化过程,如果测量变化缓慢的应力信号这种压电变化会消失而反应不出来。所以测量不出来静态信号。

材料,它具有力(或形变)作用下产生电荷(或电压)的正压电效应和电作用下产生力(形变)的逆压电效应功能,从而可进行电能-机械能和机械能-电能的转换。压电陶瓷的上述功能已被制备成传感器、换能器、驱动器等,广泛地应用于航空航天、医学诊断、超声焊接等领域,成为生产和生活中重要的功能材料。利用压电陶瓷的正压电效应和逆压电效应可以制作成高性能的电源变压器。

较高档的打火机内部没装火石,它们的点火装置大同小异,大多数是靠压电陶瓷通过尖端放电点火的。有些固体电介质由于晶格点阵的特殊结构,会产生一种特殊现象。即当晶体发生机械形变(如压缩、伸长)时会产生极化,而在相对的两面上产生异号束缚电荷。这种现象叫压电现象。除一些压电晶体外,有一种陶瓷经外加电场作用一定时间后,其内部的小晶粒电矩会转到电场方向上,把电场去掉后,电矩仍基本保持沿电场方向排,因此使陶瓷表面出现极化电荷,从而具有压电效,这种陶瓷叫压电陶瓷,如图1(a)所示。由于陶瓷与周围的空气接触,这些电荷被降落在晶体表面的空气中的正负离子中和,如图

1(b)所示,因此它不显出电效应。若陶瓷一旦被压缩,电矩取向发生变化,其极化电荷减少,与表面的正负离子中和程度降低,使降落在陶瓷表面的正负电荷增多。这些电荷可通过尖端放电产生电火花,打火机正是靠这火花将燃气点燃的.

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