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传感器新材料(一)---压电陶瓷

发布时间: 2018-8-28

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压电陶瓷传感器

   

    压电陶瓷传感器的主要工作原理是正压电效应,由于经过外力作用后,产生的电荷只能在回路具有无限大的输入阻抗时才能保存,而实际上不会有这种情况存在,所以压电陶瓷传感器只能用于测量、感知动态或准静态的应力。主要用于加速度、压力和振动等各种物理量及其变化的测量。压电陶瓷传感器已成为各种控制系统和检测仪表的关键部件而得到广泛应用。

压电陶瓷解析


    压电陶瓷是一类具有压电特性的电子陶瓷材料. 与典型的不包含铁电成分的压电石英晶体的主要区别是: 构成其主要成分的晶相都是具有铁电性的晶粒. 由于陶瓷是晶粒随机取向的多晶聚集体,因此其中各个铁电晶粒的自发极化矢量也是混乱取向的. 为了使陶瓷能表现出宏观的压电特性,就必须在压电陶瓷烧成并于端面被复电极之后,将其置于强直流电场下进行极化处理,以使原来混乱取向的各自发极化矢量沿电场方向择优取向. 经过极化处理后的压电陶瓷,在电场取消之后,会保留一定的宏观剩余极化强度,从而使陶瓷具有了一定的压电性质。

压电陶瓷传感器应用领域

   

   压电陶瓷加速度传感器是一种常用的加速度计,它具有体积小、结构简单、重量轻、使用寿命长等优点,在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中普遍使用,特别是航空和宇航领域,压电陶瓷加速度传感器更具有其独特的地位。 压电陶瓷传感器在汽车发动机内部燃烧压力、真空度以及点火角不匹配引起的爆震测量方面发挥着重要作用。在军事工业中,压电陶瓷传感器被用于测量枪膛在子弹射出的瞬间膛压的变化和炮口冲击波压力,既可测量大压力,也可测量微小压力。

   迄今,压电陶瓷传感器的应用,上至宇宙开发,下至家庭生活极其广泛。    我国对压电陶瓷传感器的研究始于五十年代末期,比国外晚10年左右,目前在压电陶瓷的试制、工业生产等方面都已有相当雄厚力量,有不少材料已达到或接近国际水平。


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