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壓力傳感器

        壓力傳感(gan)器是(shi)工業(ye)實踐中zui常用的傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造的。這種傳感器也稱為壓電傳感器。
        
        我們知(zhi)道晶體是(shi)各向(xiang)異性(xing)的，非晶體是(shi)各向(xiang)同性(xing)的。某(mou)些(xie)晶體介(jie)質受機(ji)械(xie)力沿一(yi)定方向(xiang)變形時(shi)，會產生極化(hua)效應(ying)；當(dang)去除機(ji)械(xie)力時(shi)，它會恢復到不(bu)帶電狀態，即在壓力作(zuo)用(yong)下，這(zhe)些(xie)晶體可能會產生電效應(ying)，這(zhe)就(jiu)是(shi)所謂(wei)的極化(hua)效應(ying)。科學家們基于這(zhe)種效應(ying)開(kai)發了一(yi)種壓力傳感器。
        
        壓(ya)(ya)電(dian)傳感器中(zhong)使用的(de)主要壓(ya)(ya)電(dian)材料包括石(shi)英、酒(jiu)石(shi)酸鉀(jia)鈉和磷(lin)酸二氫鹽(yan)(yan)。其中(zhong)，石(shi)英（silica）是(shi)一種天然水晶。在(zai)這(zhe)種晶體(ti)中(zhong)發現了(le)壓(ya)(ya)電(dian)效應。在(zai)一定的(de)溫(wen)(wen)度范圍(wei)內(nei)，壓(ya)(ya)電(dian)特性(xing)始終存在(zai)，但(dan)溫(wen)(wen)度超過(guo)這(zhe)個(ge)范圍(wei)后，壓(ya)(ya)電(dian)特性(xing)就*消失了(le)（這(zhe)個(ge)高溫(wen)(wen)就是(shi)所謂的(de)“居(ju)里點"）。由于(yu)電(dian)場隨應力的(de)變化(hua)而略有變化(hua)（即壓(ya)(ya)電(dian)系數較(jiao)低(di)），石(shi)英逐(zhu)漸被其他壓(ya)(ya)電(dian)晶體(ti)所取代。酒(jiu)石(shi)酸鉀(jia)鈉具有很大的(de)壓(ya)(ya)電(dian)靈敏度和壓(ya)(ya)電(dian)系數，但(dan)只能在(zai)室溫(wen)(wen)和濕(shi)度較(jiao)低(di)的(de)環境(jing)中(zhong)使用。磷(lin)酸二氫鹽(yan)(yan)是(shi)一種人造晶體(ti)，可以承受(shou)高溫(wen)(wen)和較(jiao)高的(de)濕(shi)度，因(yin)此(ci)得到(dao)了(le)廣泛的(de)應用。
        
        目前，壓(ya)(ya)電(dian)效應還應用于多晶，如目前的壓(ya)(ya)電(dian)陶瓷(ci)，包(bao)括鈦(tai)酸鋇壓(ya)(ya)電(dian)陶瓷(ci)、PZT、鈮(ni)酸鹽壓(ya)(ya)電(dian)陶瓷(ci)、鈮(ni)鎂鉛壓(ya)(ya)電(dian)陶瓷(ci)等。
        
        壓(ya)電(dian)(dian)效應是壓(ya)電(dian)(dian)傳感(gan)器(qi)的(de)主要工作原(yuan)理(li)。壓(ya)電(dian)(dian)傳感(gan)器(qi)不能(neng)用(yong)于靜態測量(liang)，因為只有(you)當電(dian)(dian)路具有(you)無(wu)窮大(da)的(de)輸(shu)入阻(zu)抗時才(cai)會保存外力后的(de)電(dian)(dian)荷(he)。實際情況并(bing)非如此，因此這就決定(ding)了壓(ya)電(dian)(dian)傳感(gan)器(qi)只能(neng)測量(liang)動態應力。
        
        壓(ya)電傳感(gan)(gan)器主要(yao)用(yong)于(yu)加速度(du)、壓(ya)力和力的(de)(de)測量(liang)。壓(ya)電加速度(du)計(ji)是(shi)一種常用(yong)的(de)(de)加速度(du)計(ji)。具有結(jie)構簡(jian)單、體積小、重量(liang)輕、使用(yong)壽命長等優(you)點(dian)。壓(ya)電加速度(du)傳感(gan)(gan)器已廣(guang)泛(fan)應用(yong)于(yu)飛機、汽車、船舶、橋(qiao)梁和建筑(zhu)物的(de)(de)振(zhen)動和沖擊(ji)測量(liang)，特別(bie)是(shi)在(zai)航(hang)空(kong)航(hang)天領域。壓(ya)電傳感(gan)(gan)器也可用(yong)于(yu)測量(liang)內(nei)燃(ran)壓(ya)力和動力真空(kong)度(du)的(de)(de)測量(liang)。它也可以(yi)用(yong)于(yu)軍事工業。例如，它可以(yi)用(yong)來測量(liang)zi彈在彈膛內發射瞬間的彈膛壓力的變化和槍口的沖擊波壓力。它可用于測量大壓力和小壓力。
        
        壓(ya)電傳(chuan)感器(qi)(qi)也(ye)廣泛(fan)用于生物醫學測量。例(li)如，心室導(dao)管麥克風由壓(ya)電傳(chuan)感器(qi)(qi)制(zhi)成。由于測量動態壓(ya)力如此普遍，壓(ya)電傳(chuan)感器(qi)(qi)被(bei)廣泛(fan)使用。
        
        除了壓(ya)(ya)電(dian)式傳(chuan)感(gan)器(qi)，還(huan)有利(li)用(yong)(yong)壓(ya)(ya)阻(zu)效(xiao)(xiao)應(ying)制(zhi)造(zao)(zao)的(de)壓(ya)(ya)阻(zu)式傳(chuan)感(gan)器(qi)、利(li)用(yong)(yong)應(ying)變效(xiao)(xiao)應(ying)制(zhi)造(zao)(zao)的(de)應(ying)變式傳(chuan)感(gan)器(qi)等，這(zhe)些不(bu)同的(de)壓(ya)(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)采用(yong)(yong)不(bu)同的(de)效(xiao)(xiao)果，不(bu)同的(de)材料在不(bu)同的(de)場合可(ke)以發揮其*的(de)用(yong)(yong)途。