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壓電式傳感器 是基于壓電效應(yīng)的傳感器。是一種自發(fā)電式和機電轉(zhuǎn)換式傳感器。它的敏感元件由壓電材料制成。壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷。此電荷經(jīng)電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。壓電式傳感器用于測量力和能變換為力的非電物理量。它的優(yōu)點是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和重量輕等。缺點是某些壓電材料需要防潮措施，而且輸出的直流響應(yīng)差，需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。

(1)壓電常數(shù)是衡量材料壓電效應(yīng)強弱的參數(shù), 它直接關(guān)系到壓電輸出的靈敏度。

(2)壓電材料的彈性常數(shù)、 剛度決定著壓電器件的固有頻率和動態(tài)特性。

(3)對于一定形狀、 尺寸的壓電元件, 其固有電容與介電常數(shù)有關(guān); 而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限。

(4)在壓電效應(yīng)中,機械耦合系數(shù)等于轉(zhuǎn)換輸出能量(如電能)與輸入的能量(如機械能)之比的平方根; 它是衡量壓電材料機電能量轉(zhuǎn)換效率的一個重要參數(shù)。

(5)壓電材料的絕緣電阻將減少電荷泄漏, 從而改善壓電傳感器的低頻特性。

(6)壓電材料開始喪失壓電特性的溫度稱為居里點溫度。

石英(SiO2)晶體結(jié)晶形狀為六角形晶柱。兩端為一對稱的棱錐,六棱柱是它的基本組織,縱軸 z-z 稱作光軸,通過六角棱線而垂直于光軸的軸線 x-x 稱作電軸，垂直于棱面的軸線 y-y 稱作機械軸。如果從晶體中切下一個平行六面體，并使其晶面分別平行于 z-z 、y-y 、x-x軸線，這個晶片在正常狀態(tài)下不呈現(xiàn)電性。當(dāng)施加外力時，將沿 x-x 方向形成電場，其電荷分布在垂直于 x-x 軸的平面上

石英的化學(xué)式為 SiO2 ，在一個晶體單元中，有三個硅離子和六個氧離子 ，后者是成對的，所以一個和兩個交替排列。

當(dāng)沒有力作用時，硅離子和氧 離子在垂直于晶體 Z 軸的 XY 平面上的投影恰好等效為正六邊形排列，如上圖 a 示。這時正負(fù)離子正好分布在正六邊形的頂角上，呈現(xiàn)電中性。如果沿 X 方向壓縮，如上圖 b 所示，則硅離子 1 被擠入氧離子 2 和 6 之間，而氧離子 4 被擠入硅離子 3 和 5 之間，結(jié)果表面 A 上呈現(xiàn)負(fù)電荷，而在表面 B 上呈現(xiàn)正電荷。這一現(xiàn)象稱為縱向壓電效應(yīng)。

..若沿 Y 方向壓縮，如上圖 c 所示，硅離子 3 和氧離子 2 ，以及硅離子 5 和氧離子 6 都向內(nèi)移動同樣的數(shù)值，故在電極 C 和 D 上不呈現(xiàn)電荷，而在表面 A 和 B 上， 即在 X 軸的端面上又呈現(xiàn)電荷，但與圖 b 的極性正好相反，這時稱為橫向壓電效應(yīng)。從研究的模型同樣可以看出:如果是使其伸長而不是壓縮時，則電荷的極性正好相反?？傊?，石英等單晶體材料是各向異性的物體，在 X 或 Y 軸向施力時，在與 X 軸垂直的 面上產(chǎn)生電荷，電場方向與 X 軸平行，在 Z 軸方向施力時，不能產(chǎn)生壓電效應(yīng)。

壓電晶體與壓電陶瓷的比較:

相同點:都是具有壓電效應(yīng)的壓電材料。

不同點:石英的優(yōu)點是它的介電和壓電常數(shù)的溫度穩(wěn)定性好，適合做工作溫度范圍很寬的傳感器。極化后的壓電陶瓷，當(dāng)受外力變形后，由于電極矩的重新定位而產(chǎn)生電荷，壓電陶瓷的壓電系數(shù)是石英的幾十倍甚至幾百倍，但穩(wěn)定性不如石英好，居里點也低。

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HOMMEL 256125
HOMMEL 10001182 BAUMER 編碼器 314619
HYDAC 壓力表 HN60-01-A63/160/G1/4B
HEIDENHAIN 傳感器 MT12W,ID:231011-03
HEMOMATIK 備件 HM18P-A-5M
THALHEIM 編碼器 ITD 21 A4 Y73 1024 R NI K2SK1R S12
DOLD 繼電器 OW 5669.12/588/61
NOKEVAL 模擬轉(zhuǎn)換器 RS485 23293
NOKEVAL 溫服發(fā)射器與接收器成套 FTR970B-PRO
MTS 傳感器 RHM0050MD701S2B6101
ELCIS 編碼器 XW90K-180003600-45/45-9N-N-LL-R
KEB 電機 00.08.100-0967 24V DC P=11W
HYDAC 傳感器 HDA3840-A-400-124
HYDAC 開關(guān) EDS344-2-250-000RECHNER    KA0403  KAS-80-M16-S-K-PEEK-Y3-3G-3D
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INA    KR19PP
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BAUER    BG70Z-27W/DPE09LA4-D/C3-SP
WEIGEL    PQ48/2-4-20MA
SUCO    0184-45703-1-003
BAUMER    TXG03CM3

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