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kistler奇石樂(lè)提供壓電式和應(yīng)變式傳感器
奇石樂(lè)提供壓電式和應(yīng)變式傳感器。壓電式傳感器尤其適合
在的安裝尺寸、溫度范圍和動(dòng)力學(xué)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量。奇
石樂(lè)主要應(yīng)用壓電原理在組裝和試驗(yàn)領(lǐng)域測(cè)量動(dòng)態(tài)力。
Pierre和Jacques Curie兩兄弟于1880年發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)。
壓電材料（來(lái)自希臘語(yǔ)piezein，意為擠壓或壓力）在受到
機(jī)械載荷時(shí)產(chǎn)生電荷。壓電傳感器絕緣電阻有限，因而不
能進(jìn)行真正的靜態(tài)測(cè)量。不過(guò)采用合適的奇石樂(lè)信號(hào)調(diào)理
設(shè)備，壓電傳感器具有優(yōu)異的準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試能力。
1950年，Walter P. Kistler獲得了*壓電信號(hào)電荷放
大器的，為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)十年的壓電效應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用
鋪平了道路。
利用石英晶體的壓電效應(yīng)可獲得非常有價(jià)值的應(yīng)用：當(dāng)施加
機(jī)械載荷時(shí)，可產(chǎn)生與作用力成比例的電荷信號(hào)。優(yōu)勢(shì)：由
于晶體的高剛度，測(cè)量過(guò)程中傳感器幾乎無(wú)形變。石英可切
割成壓力敏感和剪切敏感元件。下述不同的壓電效應(yīng)的差異
在于晶體的極軸與作用力方向的相互關(guān)系不同：
? 縱向效應(yīng)
? 剪切效應(yīng)
? 橫向效應(yīng)
測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)
優(yōu)點(diǎn)
? 尺寸緊湊
? 測(cè)力范圍寬
? 優(yōu)異的抗過(guò)載能力
? 無(wú)磨損
? 高剛度和高固有頻率
? 可在無(wú)形變情況下測(cè)量
大
kistler奇石樂(lè)提供壓電式和應(yīng)變式傳感器
kistler奇石樂(lè)傳感器縱向效應(yīng) 在受力表面產(chǎn)生電荷，用靜電計(jì)可以測(cè)量電荷。在縱向 壓電效應(yīng)中，電荷量Q只取決于力Fx的大小，與晶體的尺 寸無(wú)關(guān)。增加電荷的*方法是連接幾個(gè)晶體片，機(jī)械串 聯(lián)，信號(hào)電子并聯(lián)。輸出電荷量如下: Qx =d11 . Fx . n 壓電系數(shù)d11是不同方向上的晶體靈敏度。因此晶體切割的 位置決定了石英拉壓力傳感器的性能和應(yīng)用領(lǐng)域。產(chǎn)生縱 向效應(yīng)的壓電敏感元件切割對(duì)壓縮力敏感，因此適合于簡(jiǎn) 單和堅(jiān)固的力傳感器. 剪切效應(yīng) 類似于縱向效應(yīng)，剪切效應(yīng)中的壓電靈敏度與壓電敏感元 件的大小和形狀無(wú)關(guān)。載荷作用下，在壓電敏感元件的表 面產(chǎn)生電荷。在x方向的載荷作用下，機(jī)械串聯(lián)和信號(hào)電 子并聯(lián)的n個(gè)敏感元件產(chǎn)生的電荷量為： Qx = 2 . d11 . Fx . n 剪切敏感壓電元件用于測(cè)量剪切力、扭矩與應(yīng)變和加速度 的傳感器。剪切效應(yīng)的傳感器具有對(duì)溫度波動(dòng)不敏感的優(yōu) 異特性，因?yàn)闇囟炔▌?dòng)引起傳感器結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化作用在 剪切敏感軸的垂直方向。 橫向效應(yīng) 橫向效應(yīng)中，作用在y軸方向上的力Fy在相應(yīng)x軸的表面上 產(chǎn)生電荷。與縱向壓電效應(yīng)不同，在非受載表面產(chǎn)生的電 荷量與壓電敏感元件的尺寸成正比。假設(shè)敏感元件的尺寸 為a（厚度）和b（高度/長(zhǎng)度）產(chǎn)生的電荷量為: Qy = –d11 . Fy . b/a 因此，橫向效應(yīng)在合適的壓電敏感元件形狀和排列下，可 以獲得較多的電荷。橫向效應(yīng)的敏感元件用于高靈敏壓 力、應(yīng)變和力傳感器。
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