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壓電加速度傳感器的原理與結構組成
- 2023-02-21-

  壓電加速度傳感器的原理結構

  壓電加速度傳感器,又稱壓電加速度計。它是利用壓電資料的壓電效應作業的。所謂壓電效應,是指某些電介質,當它在一定方向上遭到機械外力效果而變形時,其內部就會發生電極化,然后導致電介質的兩相對表面上出現巨細持平、符號相反的電荷。當外力方向改變時,電荷的極性也跟著改玖其電荷量的巨細與外力成正比。當外力去掉后,電介質又康復不帶電狀況,這種現象稱為正壓電效應。反過來,當在電介質的極化方向上外加電場時,它就會發生變形,這種現象稱為逆壓電效應。壓電加速度傳感器是利用正壓電效應作業的。

  具有壓電效應的電介質稱為壓電資料。在自然界中,具有壓電效應的物質很多,但大多數共效應很弱小,只要少數如石英晶體、壓電陶瓷等才有較強的壓電效應。

  壓電加速度計的結構型犬有緊縮型、剪切型和彎曲型三種,緊縮型加速度計,其靈敏元件是壓電晶體片4,晶體片上壓一個質量塊3,用一個剛度較大的彈簧2對這個質量塊施加一個預緊力,并將它們綻在一個帶有厚的基座6的金屬外殼1內。當加速度計裝置在被測扳動物體上而隨之板動時,質量塊就發生一個正比于振蕩加速度的力效果在壓電晶體片上,依據正壓電效應,在晶體片兩相對的表川上就發生交變的電材,共巨細與效果力成正比,田質量塊的質量固定不變,所以晶體片上的電荷與扳動加速度成正比。

  壓電加速度傳感器只要體積小、質量輕、結構堅實、頻帶寬、靈敏度高、測量范圍寬等長處,因而運用z為廣泛。壓電加速度計的穩定性較好,在振蕩計量中,往往作為規范加速度計運用。

  它主要由壓電元件、質量塊、預壓彈簧、基座及外殼等組成。整個部件裝在外殼內,并由螺栓加以固定。質量塊一般由體積質量較大的資料(如鎢或重合金)制成。預壓彈簧的效果是對質量塊加載,發生預壓力,以確保在效果力變化時,晶片始終遭到緊縮。整個組件都裝在基座上。為了防止被測件的任he應變傳到壓電晶片上而發生假信號,基座一般要求做得較厚?;c被測物體剛性固定在一起。

  當加速度傳感器和被測物一起遭到沖擊振蕩時,壓電元件受質量塊慣性力的效果,所以,在壓電元件的兩個表面上發生交變電壓或電荷。當振蕩頻率遠低于傳感器的固有頻率時,傳感器輸出的電壓或電荷與效果力成正比,然后可得知被測物體的加速度。

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