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壓力傳感器

   ;     壓力傳(chuan)感器是工業實踐中zui常用的傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造的。這種傳感器也稱為壓電傳感器。
        
        我們知(zhi)道晶(jing)體(ti)是各向異(yi)性(xing)的，非晶(jing)體(ti)是各向同性(xing)的。某些(xie)晶(jing)體(ti)介質受(shou)機械力沿一定方向變形(xing)時(shi)(shi)，會產(chan)(chan)生(sheng)極(ji)化效(xiao)應；當去除機械力時(shi)(shi)，它會恢復到(dao)不帶(dai)電狀態，即在(zai)壓(ya)力作用下(xia)，這(zhe)(zhe)些(xie)晶(jing)體(ti)可能(neng)會產(chan)(chan)生(sheng)電效(xiao)應，這(zhe)(zhe)就(jiu)是所謂(wei)的極(ji)化效(xiao)應。科學家們基于這(zhe)(zhe)種效(xiao)應開發(fa)了一種壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器。
        
        壓(ya)(ya)(ya)電(dian)傳感器中(zhong)使用的(de)(de)(de)(de)主要壓(ya)(ya)(ya)電(dian)材料包括(kuo)石(shi)(shi)(shi)英、酒石(shi)(shi)(shi)酸(suan)(suan)鉀(jia)鈉和(he)(he)磷(lin)酸(suan)(suan)二氫鹽(yan)。其中(zhong)，石(shi)(shi)(shi)英（silica）是(shi)一種天(tian)然水(shui)晶。在這(zhe)(zhe)種晶體中(zhong)發現了壓(ya)(ya)(ya)電(dian)效應(ying)。在一定的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)范圍內，壓(ya)(ya)(ya)電(dian)特(te)性始終存在，但溫度(du)(du)超過(guo)這(zhe)(zhe)個范圍后，壓(ya)(ya)(ya)電(dian)特(te)性就*消失了（這(zhe)(zhe)個高(gao)溫就是(shi)所謂的(de)(de)(de)(de)“居里點"）。由于電(dian)場隨(sui)應(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化而略有變(bian)化（即壓(ya)(ya)(ya)電(dian)系數(shu)較(jiao)低(di)），石(shi)(shi)(shi)英逐漸(jian)被其他(ta)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)晶體所取代。酒石(shi)(shi)(shi)酸(suan)(suan)鉀(jia)鈉具(ju)有很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)靈敏度(du)(du)和(he)(he)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)系數(shu)，但只(zhi)能(neng)在室溫和(he)(he)濕度(du)(du)較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)(de)環境中(zhong)使用。磷(lin)酸(suan)(suan)二氫鹽(yan)是(shi)一種人造晶體，可以承受高(gao)溫和(he)(he)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)濕度(du)(du)，因此得到了廣泛的(de)(de)(de)(de)應(ying)用。
        
        目前，壓電(dian)(dian)(dian)效應(ying)還應(ying)用(yong)于多晶，如目前的壓電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)，包括鈦酸鋇(bei)壓電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)、PZT、鈮酸鹽(yan)壓電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)、鈮鎂鉛壓電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)等。
        
        壓電效應(ying)是(shi)壓電傳感器(qi)的主要工作原理(li)。壓電傳感器(qi)不能用(yong)于靜態測量，因為只有當電路具有無(wu)窮大的輸(shu)入阻(zu)抗(kang)時(shi)才會保存(cun)外(wai)力后的電荷(he)。實(shi)際情(qing)況(kuang)并(bing)非如此，因此這就決(jue)定了壓電傳感器(qi)只能測量動態應(ying)力。
        
        壓(ya)(ya)電(dian)傳感(gan)器主要用(yong)(yong)于加速(su)度(du)(du)、壓(ya)(ya)力和(he)力的測量(liang)。壓(ya)(ya)電(dian)加速(su)度(du)(du)計(ji)是(shi)一種常用(yong)(yong)的加速(su)度(du)(du)計(ji)。具(ju)有結構(gou)簡單、體積(ji)小、重量(liang)輕、使用(yong)(yong)壽命長等優點。壓(ya)(ya)電(dian)加速(su)度(du)(du)傳感(gan)器已廣泛應(ying)用(yong)(yong)于飛(fei)機(ji)、汽車、船舶、橋梁和(he)建筑物(wu)的振動和(he)沖擊測量(liang)，特(te)別是(shi)在航空航天領域。壓(ya)(ya)電(dian)傳感(gan)器也可用(yong)(yong)于測量(liang)內燃(ran)壓(ya)(ya)力和(he)動力真空度(du)(du)的測量(liang)。它(ta)也可以用(yong)(yong)于軍事工(gong)業。例(li)如(ru)，它(ta)可以用(yong)(yong)來測量(liang)zi彈在彈膛內發射瞬間的彈膛壓力的變化和槍口的沖擊波壓力。它可用于測量大壓力和小壓力。
        
        壓電傳感器(qi)(qi)也廣泛(fan)用(yong)于(yu)生物(wu)醫學測量。例如(ru)，心室導管麥(mai)克風由(you)壓電傳感器(qi)(qi)制(zhi)成。由(you)于(yu)測量動(dong)態(tai)壓力如(ru)此普(pu)遍，壓電傳感器(qi)(qi)被廣泛(fan)使用(yong)。
        
        除了壓(ya)電式(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，還(huan)有利用(yong)壓(ya)阻效應(ying)制(zhi)造(zao)的(de)(de)壓(ya)阻式(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、利用(yong)應(ying)變效應(ying)制(zhi)造(zao)的(de)(de)應(ying)變式(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)等，這(zhe)些(xie)不(bu)同的(de)(de)壓(ya)力傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)采用(yong)不(bu)同的(de)(de)效果，不(bu)同的(de)(de)材料(liao)在不(bu)同的(de)(de)場合可以發(fa)揮其*的(de)(de)用(yong)途。