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压电式传感器的灵敏芯体资料和结构方式

来源：骁锐科技浏览：- 发布日期：2018-03-26 14:01:19【大中小】

• 压电式传感器的灵敏芯体资料和结构方式
o 压电材料
　　压电材料一般可以分为两大类，即压电晶体和压电陶瓷。在压电型加速度计的最常用的压电晶体为石英，其特色为工作温度规模宽，性能安稳，因此在实际运用中常常被用作标准传感器的压电资料。由于石英的压电系数比其他压电资料低得多，因此对通用型压电加速度计而言更为常用的压电资料为压电陶瓷。压电陶瓷中锆钛酸铅（PZT）是现在压电加速度计中最常常运用的压电资料。其特色为具有较高的压电系数和居里点，各项机电参数随温度时间等外界条件的变化相对较小。必须指出的是，就同一品种的压电陶瓷而言，尽管都有相同的基本特性，但由于制作工艺不同可以使两个相同资料的压电陶瓷的详细性能指标相差甚大。这种现象可以经过典型的国产传感器和进口传感器的比较得以反映，国内振荡测试业几十年的经验对此深有体会。
o 传感器灵敏芯体的结构方式
压电加速度传感器的灵敏芯体一般由压电资料和附加质量块组成，当质量块受到加速度作用后便转换成一个与加速度成正比并加载到压电资料上的力，而压电资料受力后在其外表发生一个与加速度成正比的电荷信号。压电资料的特性决议了作用力可以是受正应力也可以是剪应力，压电资料发生的电荷巨细随作用力的方向以及电荷引出外表的位置而变。依据压电资料不同的受力办法，常用传感器灵敏芯体的结构一般有以下三种方式：
? 紧缩方式– 压电资料受到紧缩或拉伸力而发生电荷的结构方式。紧缩式灵敏芯体是加速度传感器中最为传统的结构方式。其特色是制作简单便利，能发生较高的自振谐振频率和较宽的频率丈量规模。而最大的缺点是不能有效地扫除各种干扰对丈量信号的影响。
? 剪切方式– 经过对压电资料施加剪切力而发生电荷的结构方式。从理论上分析在剪切力作用下压电资料发生的电荷信号受外界干扰的影响甚小，因此剪切结构方式成为最为广泛运用的加速度传感器灵敏芯体。然而在实际制作过程中，确保剪切灵敏芯体的加速度计持有较高和安稳的频率丈量规模却是传感器制作中工艺中最为困难的一个环节。北智BW-Sensor 选用进口记忆金属资料的紧固件从而确保传感器具有安稳可靠的谐振频率和频率丈量规模。
? 弯曲变形梁方式- 压电资料受到弯曲变形而发生电荷的结构方式。弯曲变形梁结构可发生比较大的电荷输出信号，也较简单完成控制阻尼；但由于其丈量频率规模低，更由于此结构不能扫除因温度变化而极简单发生的信号漂移，所以此结构在压电型加速度计的规划中很少被选用。

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