德國FESTO費斯托感測器分類
【1】壓力感測器是工業實踐中zui為常用的一種感測器✘◕,而我們通常使用的壓力感測器主要是利用壓電效應制造而成的✘◕,這樣的感測器也稱為壓電感測器☁▩•◕╃。我們知道✘◕,晶體是各向異性的✘◕,非晶體是各向同性的☁▩•◕╃。某些晶體介質✘◕,當沿著一定方向受到機械力作用發生變形時✘◕,就產生了極化效應;當機械力撤掉之後✘◕,又會重新回到不帶電的狀態✘◕,也就是受到壓力的時候✘◕,某些晶體可能產生出電的效應✘◕,這就是所謂的極化效應☁▩•◕╃。科學家就是根據這個效應研製出了壓力感測器☁▩•◕╃。
【2】壓電感測器中主要使用的壓電材料包括有石英☁◕、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺☁▩•◕╃。其中石英(二氧化矽)是一種天然晶體✘◕,壓電效應就是在這種晶體中發現的✘◕,在一定的溫度範圍之內✘◕,壓電性質一直存在✘◕,但溫度超過這個範圍之後✘◕,壓電性質*消失(這個高溫就是所謂的“居里點")☁▩•◕╃。由於隨著應力的變化電場變化微小(也就說壓電係數比較低)✘◕,所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代☁▩•◕╃。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電係數✘◕,但是它只能在室溫和溼度比較低的環境下才能夠應用☁▩•◕╃。磷酸二氫胺屬於人造晶體✘◕,能夠承受高溫和相當高的溼度✘◕,所以已經得到了廣泛的應用✘◕,在現在壓電效應也應用在多晶體上✘◕,比如現在的壓電陶瓷✘◕,包括鈦酸鋇壓電陶瓷☁◕、PZT☁◕、鈮酸鹽系壓電陶瓷☁◕、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等☁▩•◕╃。
壓電效應是壓電感測器的主要工作原理₪▩··▩:
壓電感測器不能用於靜態測量✘◕,因為經過外力作用後的電荷✘◕,只有在迴路具有無限大的輸入阻抗時才得到儲存☁▩•◕╃。實際的情況不是這樣的✘◕,所以這決定了壓電感測器只能夠測量動態的應力☁▩•◕╃。
壓電感測器特點及主要應用₪▩··▩:
在加速度☁◕、壓力和力等的測量中☁▩•◕╃。壓電式加速度感測器是一種常用的加速度計☁▩•◕╃。它具有結構簡單☁◕、體積小☁◕、重量輕☁◕、使用壽命長等優異的特點☁▩•◕╃。壓電式加速度感測器在飛機☁◕、汽車☁◕、船舶☁◕、橋樑和建築的振動和衝擊測量中已經得到了廣泛的應用✘◕,特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位☁▩•◕╃。壓電式感測器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量☁▩•◕╃。
壓電式感測器也廣泛應用在生物醫學測量中✘◕,比如說心室導管式微音器就是由壓電感測器製成的✘◕,因為測量動態壓力是如此普遍✘◕,所以壓電感測器的應用就非常廣☁▩•◕╃。除了壓電感測器之外✘◕,還有利用壓阻效應制造出來的壓阻感測器✘◕,利用應變效應的應變式感測器等✘◕,這些不同的壓力感測器利用不同的效應和不同的材料✘◕,在不同的場合能夠發揮它們*的用途☁▩•◕╃。
德國費斯托感測器靜態特性:
感測器的靜態特性是指對靜態的輸入訊號✘◕,感測器的輸出量與輸入量之間所具有相互關係☁▩•◕╃。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關✘◕,所以它們之間的關係✘◕,即感測器的靜態特性可用一個不含時間變數的代數方程✘◕,或以輸入量作橫座標✘◕,把與其對應的輸出量作縱座標而畫出的特性曲線來描述☁▩•◕╃。表徵感測器靜態特性的主要引數有₪▩··▩:線性度☁◕、靈敏度☁◕、分辨力和遲滯等☁▩•◕╃。
德國費斯托感測器動態特性:
所謂動態特性✘◕,是指感測器在輸入變化時✘◕,它的輸出的特性☁▩•◕╃。在實際工作中✘◕,感測器的動態特性常用它對某些標準輸入訊號的響應來表示☁▩•◕╃。這是因為感測器對標準輸入訊號的響應容易用實驗方法求得✘◕,並且它對標準輸入訊號的響應與它對任意輸入訊號的響應之間存在一定的關係✘◕,往往知道了前者就能推定後者☁▩•◕╃。zui常用的標準輸入訊號有階躍訊號和正弦訊號兩種✘◕,所以感測器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示☁▩•◕╃。
德國費斯托感測器的線性度:
通常情況下✘◕,感測器的實際靜態特性輸出是條曲線而非直線☁▩•◕╃。在實際工作中✘◕,為使儀表具有均勻刻度的讀數✘◕,常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線☁◕、線性度(非線性誤差)就是這個近似程度的一個性能指標☁▩•◕╃。擬合直線的選取有多種方法☁▩•◕╃。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線;或將與特性曲線上各點偏差的平方和為zui小的理論直線作為擬合直線✘◕,此擬合直線稱為zui小二乘法擬合直線☁▩•◕╃。☁◕、
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