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压电式速度传感器的压电效应的原理介绍

2021-06-22

  压电式速度传感器可以测量各种动态力、机械冲击和振(zhèn)动(dòng),广泛应用于声学、医学、力学和导航。它具有体积小、重量轻、频率响应高、信噪比大的特点。

  压电式速度传感器的压电效应:当某些电介质在一(yī)定(dìng)方向受到外力变形时,内部会发生极化,两个相对的表面会出现相反的电荷。外力去除后,会回到不带电荷的状(zhuàng)态(tài)。这种现象称为正压电效应。当力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。相反,当电场施加到电介质的极化方向时,电介质也会发生形变,电场消除后电介质的形变会消失。这种现象称为逆压电效应。基于电介质压电效应的传感器称为压电式速度传感器。

  压电式速度传感器的压电效应原理是:如果对压电材料施加压力,就会产生电势差(称为正压电效应),而如果施加电压,就会产生机械应力(称为逆压电效应)。如果压力是一种高频振(zhèn)动(dòng),就会产生高频电流。高频电信号被施加到压电陶瓷以产生高频声信号(机械振(zhèn)动(dòng)),这通常被称为超声波信号。也就是说压电陶瓷具有机械能和电能的转换和逆转换功能,真的很有(yǒu)意(yì)思。

  压电式速度传感器的压电材料会因机械变形而产生电场,也会因电场的作(zuò)用(yòng)而产生机械变形。这种固有的机电耦合效应使得压电材料在工程中得到广泛应用。例如,压电式速度传感器的压电材料已(yǐ)经(jīng)用于制(zhì)造(zào)具有自诊断、自适应和自修复功能的智能结构。除了自承重,它在未来的飞机设计中也起着(zhe)重(zhòng)要的作(zuò)用(yòng)。