SICK傳感器原理與應(yīng)用力學(xué)傳感器的種類繁多,,如電阻應(yīng)變片壓力傳感器,、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器,、電感式壓力傳感器,、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等,。但應(yīng)用廣泛的是壓阻式壓力傳感器,,它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性,。下面我們主要介紹這類傳感器。
SICK傳感器由基體材料,、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔,、緣保護(hù)片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途,,電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì),,但電阻的取值范圍應(yīng)注意:阻值太小,所需的驅(qū)動(dòng)電流太大,,同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高,,不同的環(huán)境中使用,使應(yīng)片的阻值變化太大,,輸出零點(diǎn)漂移明顯,,調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大,,阻抗太高,,抗外界的電磁干擾能力較差。
我們知道,,晶體是各向異性的,,非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì),,當(dāng)沿著一定方向受到機(jī)械力作用發(fā)生變形時(shí),就產(chǎn)生了極化效應(yīng),;當(dāng)機(jī)械力撤掉之后,,又會(huì)重新回到不帶電的狀態(tài),也就是受到壓力的時(shí)候,,某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng),,這就是所謂的極化效應(yīng)??茖W(xué)家就是根據(jù)這個(gè)效應(yīng)研制出了壓力傳感器,。
壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺,。其中石英(二氧化硅)是一種天然晶體,,壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的,在一定的溫度范圍之內(nèi),,壓電性質(zhì)一直存在,,但溫度超過這個(gè)范圍之后,壓電性質(zhì)*消失(這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”),。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低),,所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),,但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用,。磷酸二氫胺屬于人造晶體,能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度,,所以
SICK傳感器已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,。
SICK傳感器在現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上,比如現(xiàn)在的壓電陶瓷,,包括鈦酸鋇壓電陶瓷,、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷,、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等,。
SICK傳感器壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理,壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量,,因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷,,只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的,,所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力,。
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