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發布時間:2020-07-25 09:05  





主要特點
傳感器的特點包括:微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化,它不僅促進了傳統產業的改造和更新換代,而且還可能建立新型工業,從而成為21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統(MEMS)技術基礎上的,已成功應用在硅器件上做成硅壓力傳感器。
主要功能
常將傳感器的功能與人類5大感覺器l官相比擬:光敏傳感器——視覺聲敏傳感器——聽覺氣敏傳感器——嗅覺化學傳感器——味覺壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺敏感元件的分類:物理類,基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。化學類,基于化學反應的原理。生物類,基于酶、抗l體、和激l素等分子識別功能。通常據其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放l射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類(還有人曾將敏感元件分46類)。
壓力傳感器的應用領域
應用于液壓系統
壓力傳感器在液壓系統中主要是來完成力的閉環控制。當控制閥芯突然移動時,在極短的時間內會形成幾倍于系統工作壓力的尖峰壓力。在典型的行走機械和工業液壓中,如果設計時沒有考慮到這樣的極端工況,任何壓力傳感器很快就會被破壞。需要使用抗沖擊的壓力傳感器,壓力傳感器實現抗沖擊主要有2種方法,一種是換應變式芯片,另一種方法是外接盤管,一般在液壓系統中采用第l一種方法,主要是因為安裝方便。此外還有一個原因是壓力傳感器還要承受來自液壓泵不間斷的壓力脈動。
壓電效應
壓電效應可分為正壓電效應和逆壓電效應。正壓電效應是指:當晶體受到某固定方向外力的作用時,內部就產生電極化現象,同時在某兩個表面上產生符號相反的電荷;當外力撤去后,晶體又恢復到不帶電的狀態;當外力作用方向改變時,電荷的極性也隨之改變;晶體受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。壓電式傳感器大多是利用正壓電效應制成的。逆壓電效應是指對晶體施加交變電場引起晶體機械變形的現象,又稱電致伸縮效應。用逆壓電效應制造的變送器可用于電聲和超聲工程。壓電敏感元件的受力變形有厚度變形型、長度變形型、體積變形型、厚度切變型、平面切變型 5種基本形式(見圖)。壓電晶體是各向異性的,并非所有晶體都能在這 5種狀態下產生壓電效應。例如石英晶體就沒有體積變形壓電效應,但具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應。
壓電式測力傳感器
壓電式測力傳感器是利用壓電元件直接實現力-電轉換的傳感器,在拉、壓場合,通常較多采用雙片或多片石英晶體作為壓電元件。其剛度大,測量范圍寬,線性及穩定性高,動態特性好。當采用大時間常數的電荷放大器時,可測量準靜態力。按測力狀態分,有單向、雙向和三向傳感器,它們在結構上基本一樣。圖所示為壓電式單向測力傳感器的結構圖。傳感器用于機床動態切削力的測量。絕緣套用來絕緣和定位。基座內外底面對其中心線的垂直度、上蓋及晶片、電極的上下底面的平行度與表面光潔度都有極嚴格的要求,否則會使橫向靈敏度增加或使片子因應力集中而過早破碎。為提高絕緣阻抗,傳感器裝配前要經過多次凈化(包括超聲波清洗),然后在超凈工作環境下進行裝配,加蓋之后用電子束封焊。壓電式壓力傳感器的結構類型很多,但它們的基本原理與結構仍與壓電式加速度和力傳感器大同小異。突出的不同點是,它必須通過彈性膜、盒等,把壓力收集、轉換成力,再傳遞給壓電元件。為保證靜態特性及其穩定性,通常多采用石英晶體作為壓電元件。