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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(jìn)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(shí),不僅幾何尺寸發(fā)生變化,而且內部極化,表面 上有電荷出現,形成電場(chǎng); 當外力去掉時(shí),表面又重新回到 原來(lái)狀態(tài),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(gè) 傳感器振動(dòng)時(shí),其內部質(zhì)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(zhì)量一定時(shí),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(dòng)加速度成正比。故壓電式加速度傳感器簡(jiǎn)稱(chēng)加速度計。
壓電式加速度傳感器(后述簡(jiǎn)稱(chēng)加速度計)的結構型式常 見(jiàn)的有兩種。一種是壓縮機型,即質(zhì)量塊對壓電晶體施加壓力,一種是剪切型,即質(zhì)量塊對壓電晶體施加剪切力。
(1)通用型
它具有良好的綜合特性,能滿(mǎn)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(dòng) 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(gè)互相垂直平面內的振動(dòng)。
②.加固型,能承受400C的高溫,更適合于透平機,發(fā) 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(dòng)。
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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