什么是壓電力傳感器

 

壓電力傳感器

    壓電力傳感器適合于測量動態和準靜態的力，還可有條件地用于靜態力測量。這種傳感器用石英晶體片做主動測量元件。受載時，在石英晶體片表面產生與載荷成正比的電荷，根據晶體切片表面與晶體軸所成的角度，石英晶體片分為拉力敏感和壓力敏感兩種。所產生的電荷及電荷變化經后接的電荷放大器轉換為相應的電壓輸出。石英晶體片具有很高的機械強度、線性的電荷特性曲線和很小的溫度依賴性，并具有很高的電阻率。由于在力作用的瞬間即產生電荷，因此石英晶體片傳感器尤其適合測量快變和突變的載荷，它同時也被應用于高溫環境下。

為一個壓電式力傳感器結構的剖面圖。在兩個鋼環之間配置有環狀的壓電晶體片，兩晶體片之間為一電極，用于接受所產生的電荷。根據傳感器的不同尺寸，石英晶體片可做成環狀

薄片，也有做成多個石英晶體片埋在一環形絕緣體中的形式（圖2-11和圖2- 12）。將多個不同切片類型的石英晶體片互相疊起來；這樣可得到一種測量兩個或三個分力的傳感器，比如既可測壓力又可測剪切力。圖2 - 12的石英晶體片配置方式可用來測量轉矩。

壓電式力傳感器具有很好的剛度，受載時的變形僅為幾微米。壓電式力傳感器可用來測量高頻的動態變化力。由于它的分辨率高，因而可用來測量微小的動態載荷。這種傳感器的精度等級為l%。設計中應對傳導電荷的絕緣措施予以注意。另外，在工程中常需要研究機械系統的結構阻抗，為此發展了一種所謂的阻抗頭。這種阻抗頭本質上是一種雙傳感器結構，它

將一個測力器和一個壓電加速度計組合成一個整體。由于阻抗基本上涉及力和速度，因此一般采用加速度來測量，加速度計使用方便且易于通過電或數字的方式進行積分來獲得速度。