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HYDAC壓力傳感器的工作原理和工作狀態是怎樣的?

更新時間:2020-09-16   點擊次數:1134次

    HYDAC壓力傳(chuan) 感器的工作原理和工作狀態是怎樣的?
    壓力傳(chuan) 感器是工業(ye) 2113實踐中5261用的一種傳(chuan) 感器,而我們(men) 通4102常使用的壓力傳(chuan) 感器主要是利用壓電1653效應製造而成的,這樣的傳(chuan) 感器也稱為(wei) 壓電傳(chuan) 感器。
    我們(men) 知道,晶體(ti) 是各向異性的,非晶體(ti) 是各向同性的。某些晶體(ti) 介質,當沿著一定方向受到機械力作用發生變形時,就產(chan) 生了極化效應;當機械力撤掉之後,又會(hui) 重新回到不帶電的狀態,也就是受到壓力的時候,某些晶體(ti) 可能產(chan) 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(ge) 效應研製出了壓力傳(chuan) 感器。
    HYDAC壓力傳(chuan) 感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(ti) ,壓電效應就是在這種晶體(ti) 中發現的,在一定的溫度範圍之內(nei) ,壓電性質一直存在,但溫度超過這個(ge) 範圍之後,壓電性質*消失(這個(ge) 高溫就是所謂的“居裏點”)。由於(yu) 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(ti) 所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電係數,但是它隻能在室溫和濕度比較低的環境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬於(yu) 人造晶體(ti) ,能夠承受高溫和相當高的濕度,所以
    HYDAC壓力傳(chuan) 感器包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、铌酸鹽係壓電陶瓷、铌鎂酸鉛壓電陶瓷等等。
    壓電效應是壓電傳(chuan) 感器的主要工作原理,壓電傳(chuan) 感器不能用於(yu) 靜態測量,因為(wei) 經過外力作用後的電荷,隻有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的,所以這決(jue) 定了壓電傳(chuan) 感器隻能夠測量動態的應力。
    HYDAC壓力傳(chuan) 感器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳(chuan) 感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體(ti) 積小、重量輕、使用壽命長等優(you) 異的特點。壓電式加速度傳(chuan) 感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建築的振動和衝(chong) 擊測量中已經得到了廣泛的應用,特別是航空和宇航域中更有它的特殊地位。壓電式傳(chuan) 感器也可以用來測量發動機內(nei) 部燃燒壓力的測量與(yu) 真空度的測量。也可以用於(yu) 軍(jun) 事工業(ye) ,例如用它來測量在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的衝(chong) 擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力,也可以用來測量微小的壓力。
    HYDAC壓力傳(chuan) 感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傳(chuan) 感器製成的,因為(wei) 測量動態壓力是如此普遍,所以壓電傳(chuan) 感器的應用就非常廣。
    HYDAC壓力傳(chuan) 感器之外,還有利用壓阻效應製造出來的壓阻傳(chuan) 感器,利用應變效應的應變式傳(chuan) 感器等,這些不同的壓力傳(chuan) 感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(men) *的用途。
    傳(chuan) 感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,並能將檢測感受到的信息,按一定規律變換成為(wei) 電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳(chuan) 輸、處理、存儲(chu) 、顯示、記錄和控製等要求。它是實現自動檢測和自動控製的要環節。
    傳(chuan) 感器的靜態特性是指對靜態的輸入信號,傳(chuan) 感器的輸出量與(yu) 輸入量之間所具有相互關(guan) 係。因為(wei) 這時輸入量和輸出量都和時間無關(guan) ,所以它們(men) 之間的關(guan) 係,即傳(chuan) 感器的靜態特性可用一個(ge) 不含時間變量的代數方程,或以輸入量作橫坐標,把與(yu) 其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳(chuan) 感器靜態特性的主要參數有:線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。
    HYDAC壓力傳(chuan) 感器的動態特性
    所謂動態特性,是指傳(chuan) 感器在輸入變化時,它的輸出的特性。在實際工作中,傳(chuan) 感器的動態特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是因為(wei) 傳(chuan) 感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得,並且它對標準輸入信號的響應與(yu) 它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關(guan) 係,往往知道了前者就能推定後者。的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩(liang) 種,所以傳(chuan) 感器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。
    HYDAC壓力傳(chuan) 感器的線性度
    通常情況下,傳(chuan) 感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(wei) 使儀(yi) 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(ge) 近似程度的一個(ge) 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(wei) 擬合直線;或將與(yu) 特性曲線上各點偏差的平方和為(wei) 小的理論直線作為(wei) 擬合直線,此擬合直線稱為(wei) 小二乘法擬合直線。
    靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳(chuan) 感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為(wei) 200mV,則其靈敏度應表示為(wei) 200mV/mm。
    當傳(chuan) 感器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為(wei) 放大倍數。
    提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量範圍愈窄,穩定性也往往愈差。
    HYDAC壓力傳(chuan) 感器分辨力是指傳(chuan) 感器可能感受到的被測量的小變化的能力。也就是說,如果輸入量從(cong) 某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時,傳(chuan) 感器的輸出不會(hui) 發生變化,即傳(chuan) 感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。隻有當輸入量的變化超過分辨力時,其輸出才會(hui) 發生變化。
    通常傳(chuan) 感器在滿量程範圍內(nei) 各點的分辨力並不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產(chan) 生階躍變化的輸入量中的大變化值作為(wei) 衡量分辨力的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示,則稱為(wei) 分辨率。

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