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压电力传感器的压电效应介绍
- 2021-06-21-

  压电力传感器可以测量各种动态力、机械冲击和振动,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。

  压电力传感器的压电效应:当某些电介质在一定方向受到外力变形时,内部会发生极化,在其相对的两个表面会出现相反的电荷。外力去除后,会回到不带电的状态。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上时,电介质也会变形,并且在去除电场后电介质的变形会消失。这种现象称为逆压电效应。一种基于电介质压电效应的传感器称为压电力传感器。

  压电力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动,就会产生高频电流。高频电信号施加到压电陶瓷上,产生高频声信号(机械振动),也就是我们通常所说的超声信号。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,这种对应关系真的很有趣。

  压电力传感器的压电材料可以因机械变形产生电场,也可以因电场的作用产生机械变形。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,压电力传感器的压电材料已经被用于制造智能结构,具有自诊断、自适应和自修复等功能。除了自承重之外,还在未来的飞机设计中占有重要地位。


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