压力传感器原理.docx

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器 主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的某些晶体介质，当沿着 一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后， 又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的 效应，这就是所谓的极化效应科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺其 中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一 定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完 全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）由于随着应力的变化电场变化微小（也 就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代而酒石酸钾钠 具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才 能够应用磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以 已经得到了广泛的应用在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。

压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，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加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和 冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地 位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 力压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由 压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非 常广除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器，利用应变效 应的应变式传感器等，这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料，在 不同的场合能够发挥它们独特的用途。