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原因:
因为压电式传感器只有在动态时才有信号输出,静态时不管受压与否 ,压力有多大,都没有信号输出,所以不能用于静态测量 。
动态测量时被测量在测量过程中是随时间不断变化的 ,对这种被测量进行测量的测量方法。一般需首先在某一起始点上,静止地观测数分钟,以便进行初始化工作。之后,运动的接收机按预定的采样时间间隔自动地进行观测 ,并连同基准站的同步观测数据,实时地确定采样点的空间位置 。目前,其定位的精度可达厘米级。
另外,根据测量敏感元件是否与被测介质接触可分为接触式测量与非接触式测量;根据测量系统是否向被测对象施加能量可分为主动式测量与被动式测量等。
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压电式传感器的主要参数:
(1)压电常数是衡量材料压电效应强弱的参数, 它直接关系到压电输出的灵敏度 。
(2)压电材料的弹性常数、 刚度决定着压电器件的固有频率和动态特性。
(3)对于一定形状、 尺寸的压电元件, 其固有电容与介电常数有关; 而固有电容又影响着压电传感器的频率下限。
(4)在压电效应中,机械耦合系数等于转换输出能量(如电能)与输入的能量(如机械能)之比的平方根; 它是衡量压电材料机电能量转换效率的一个重要参数 。
(5)压电材料的绝缘电阻将减少电荷泄漏, 从而改善压电传感器的低频特性。
(6)压电材料开始丧失压电特性的温度称为居里点温度。
百度百科-压电式传感器
百度百科-动态测量
简答:为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量?
压电式压力传感器大多是利用正压电效应制成的。正压电效应是指:当晶体受到某固定方向外力的作用时 ,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变时 ,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 。逆压电效应又称电致伸缩效应,是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用于电声和超声工程的一般使用逆压电效应制造的变送器。
基于压电效应的压力传感器 。它的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体 、膜片和压电元件组成(见图)。压电元件支撑于本体上 ,由膜片将被测压力传递给压电元件,再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号(见压电式传感器) 。这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图,在测量中不允许用水冷却 ,并要求传感器能耐高温和体积小 。压电材料最适合于研制这种压力传感器。比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法,例如XYδ(+20°~+30°)割型的石英晶体可耐350℃的高温。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃,是制造高温传感器的理想压电材料 。
因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存 ,实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。压电传感器主要应用在加速度 、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻 、使用寿命长等优异的特点 。
压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力 。
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压电式传感器中用得最多的属于压电多晶的各类压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体。其他压电单晶还有适用于高温辐射环境的铌酸锂以及钽酸锂、镓酸锂、锗酸铋等。压电陶瓷有属于二元系的钛酸钡陶瓷、锆钛酸铅系列陶瓷 、铌酸盐系列陶瓷和属于三元系的铌镁酸铅陶瓷 。
压电陶瓷的优点是烧制方便、易成型、耐湿 、耐高温。缺点是具有热释电性 ,会对力学量测量造成干扰。有机压电材料有聚二氟乙烯、聚氟乙烯、尼龙等十余种高分子材料 。有机压电材料可大量生产和制成较大的面积,它与空气的声阻匹配具有独特的优越性,是很有发展潜力的新型电声材料。
60年代以来发现了同时具有半导体特性和压电特性的晶体,如硫化锌 、氧化锌、硫化钙等。利用这种材料可以制成集敏感元件和电子线路于一体的新型压电传感器,很有发展前途 。
压电式传感器大致可以分为4种 ,即:压电式测力传感器,压电式压力传感器,压电式加速度传感器及高分子材料压力传感器。
百度百科-压电式传感器
百度百科-压力传感器和压力变送器
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