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    產(chǎn)品中心

    壓電陶瓷的高頻電流及工作過程

    發(fā)布人:admin  

    壓電陶瓷的壓電效應的原理是對壓電材料施加壓力,它便會產(chǎn)生電位差(稱之為正壓電效應),反之施加電壓,則產(chǎn)生機械應力(稱為逆壓電效應)。如果壓力是一種高頻震動,則產(chǎn)生的是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時,則產(chǎn)生高頻聲信號(機械震動),這是我們平常所說的超聲波信號。也是說,壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能,這種相互對應的關(guān)系確實非常有意思。

    壓電陶瓷的壓電材料可以因機械變形產(chǎn)生電場,也可以因電場作用產(chǎn)生機械變形,這種固有的機-電耦合效應使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應用。例如,壓電材料已被用來制作智能結(jié)構(gòu),此類結(jié)構(gòu)除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應性和自修復性等功能,在未來的飛行器設計中占有重要的地位。

    壓電陶瓷在工作的過程中,其壓力傳感器主要是利用壓電材料所具有的壓電效應所制成的。由于壓電材料的電荷量是一定的,所以在連接時要特別注意,避免漏電。壓電式壓力傳感器的優(yōu)點是具有自生信號,輸出信號大,較高的頻率響應,體積小,結(jié)構(gòu)堅固。其缺點是只能用于動能測量。需要特殊電纜,在受到突然振動或過大壓力時,自我恢復較慢。

    壓電元件一般由兩塊壓電晶片組成。在壓電晶片的兩個表面上鍍有電極,并引出引線。在壓電晶片上放置一個質(zhì)量塊,質(zhì)量塊一般采用比較大的金屬鎢或高比重的合金制成。然后用一硬彈簧或螺栓,螺帽對質(zhì)量塊預加載荷,整個組件裝在一個原基座的金屬殼體中。為了隔離試件的任何應變傳送到壓電元件上去,避免產(chǎn)生假信號輸出,所以一般要加厚基座或選用由剛度較大的材料來制造,殼體和基座的重量差不多占傳感器重量的一半。

    測量時,將傳感器基座與試件剛性地固定在一起。當傳感器受振動力作用時,由于基座和質(zhì)量塊的剛度相當大,而質(zhì)量塊的質(zhì)量相對較小,可以認為質(zhì)量塊的慣性很小。因此質(zhì)量塊經(jīng)受到與基座相同的運動,并受到與加速度方向相反的慣性力的作用。這樣,質(zhì)量塊有一正比于加速度的應變力作用在壓電晶片上。

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