|
在日常生活中，可能會(huì )遇到很難測量的物理量，例如施加在金屬上的機械應力、溫度、壓力水平等……對于所有這些應用，需要一種能夠以我們熟悉的單位和校準來(lái)測量這些未知量的設備，而比較常用的設備是換能器。 換能器是一種電氣設備，可以將任何類(lèi)型的物理量以成比例的電量形式轉換為電壓或電流。按照使用材電磁特性來(lái)劃分，換能器主要有磁致伸縮和壓電晶體兩大類(lèi)。在本文中，小編簡(jiǎn)單介紹下壓電換能器的相關(guān)知識。 基本概念 壓電換能器是一種電換能器，它可以將任何形式的物理量轉換成電信號，以便用于測量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，利用壓電材料的特性將物理量轉換為電信號的電換能器稱(chēng)為壓電換能器。 壓電材料表現出壓電特性，根據該特性，在施加任何類(lèi)型的機械應力或應變時(shí)，都會(huì )產(chǎn)生與所施加應力成比例的電壓�？梢允褂秒妷簻y量?jì)x器測量產(chǎn)生的電壓，以計算施加到材料上的應力或應變值。 壓電材料的類(lèi)型 一些類(lèi)型的壓電材料是： 天然存在的：石英、羅謝爾鹽、黃玉、電氣石族礦物質(zhì)，以及一些有機物質(zhì)，如絲綢、木材、牙釉質(zhì)、骨頭、頭發(fā)、橡膠、牙本質(zhì)。 人工制造的：聚偏二氟乙烯、PVDF或PVF2、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛（PZT）、鈮酸鉀、鈮酸鋰、鉭酸鋰等無(wú)鉛壓電陶瓷。 當然，并非所有的壓電材料都可用于壓電換能器，用作換能器的壓電材料必須滿(mǎn)足某些要求。例如，用于測量目的的材料應具有頻率穩定性、高輸出值、對極端溫度和濕度條件不敏感，并且可以提供各種形狀，或者應該靈活地制造成各種形狀而不影響其性能。 不幸的是，沒(méi)有一種壓電材料具有所有這些特性。石英是一種高度穩定的晶體，天然存在，但輸出量小，可以用石英測量緩慢變化的參數。羅謝爾鹽的輸出值最高，但它對環(huán)境條件很敏感，不能在115°F（46°C）以上溫度運行。 工作原理 壓電換能器利用壓電原理工作。壓電材料（通常是石英）的表面涂有一層薄薄的導電材料，例如銀。當施加應力時(shí)，材料中的離子會(huì )移向其中一個(gè)導電表面，同時(shí)遠離另一個(gè)導電表面，這導致電荷的產(chǎn)生,此電荷用于校準應力。產(chǎn)生的電荷的極性取決于施加應力的方向。應力可以以壓縮應力和拉伸應力兩種形式施加。 主要應用 由于壓電材料無(wú)法測量靜態(tài)值，因此壓電換能器主要用于測量表面粗糙度、加速度計和振動(dòng)拾音器。 它們在地震儀中用于測量火箭的振動(dòng)。 在應變儀中測量力、應力、振動(dòng)等。 汽車(chē)行業(yè)使用它來(lái)測量發(fā)動(dòng)機的爆震。 這些用于醫療應用中的超聲成像。 圖：ATA-309B功率放大器指標參數 在電子實(shí)驗中，驅動(dòng)壓電換能器的時(shí)候常常會(huì )用到功率放大器，能夠將信號放大到需要的大電壓。如果對于壓電換能器如何選擇功率放大器還不清楚，歡迎隨時(shí)咨詢(xún)安泰電子。 |
