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公司新聞
簡述霍爾式壓力傳感器的工作原理
2023-06-19IP屬地 湖北19

壓力傳感器是工業實踐中常用的一種傳感器,我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制成的,也稱壓電式傳感器。

我們知道晶體是各向異性的,非晶是各向同性的。有些晶體介質在一定方向上受到機械力變形時會產生極化效應。當機械力撤除后,會回到不帶電的狀態,即在壓力下,有些晶體可能會產生一種電效應,這種電效應稱為極化效應。根據這一效應,科學家們開發了壓力傳感器。

壓電傳感器中使用的主要壓電材料包括應時、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫。其中,應時(二氧化硅)是一種天然晶體,在這種晶體中發現了壓電效應。在一定的溫度范圍內,壓電性能一直存在,但當溫度超過這個范圍時,壓電性能完全消失(這個高溫就是所謂的居里點)。由于電場隨應力的變化而略有變化(也就是說壓電系數相對較低),應時逐漸被其他壓電晶體所取代。酒石酸鉀鈉具有很大的壓電敏感性和壓電系數,但只能在室溫和低濕度下應用。磷酸二氫胺是一種人造晶體,可以承受高溫和相對較高的濕度,所以

已被廣泛使用。

目前壓電效應也應用于多晶體,如壓電陶瓷,包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽壓電陶瓷、鈮酸鉛鎂壓電陶瓷等。

壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理。壓電傳感器不能用于靜態測量,因為只有當回路具有無窮大的輸入阻抗時,外力作用后的電荷才得以保留。實際情況并非如此,因此決定了壓電傳感器只能測量動態應力。

壓電傳感器主要用于加速度、壓力和力的測量。壓電加速度計是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長的優點。壓電式加速度計已廣泛應用于飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑物的振動和沖擊測量,特別是在航空和航天領域。壓電傳感器也可以用來測量發動機的內燃壓力和真空度。它還可以用于軍事工業,例如測量槍支子彈在膛內發射瞬間的膛壓變化和槍口沖擊波壓力。它可以用來測量大壓力和小壓力。

壓電傳感器也廣泛用于生物醫學測量。例如,心室導管麥克風由壓電傳感器制成。因為測量動態壓力是如此普遍,壓電傳感器被廣泛使用。

除了壓電傳感器,還有利用壓阻效應制作的壓阻傳感器、利用應變效應的應變傳感器等。這些不同的壓力傳感器通過使用不同的效果和不同的材料,可以在不同的場合發揮其獨特的作用?;魻枆毫鞲衅饕话阌蓛刹糠纸M成,一部分是彈性元件,用來感受壓力并轉化為位移;另一部分是霍爾元件和磁系統。通?;魻栐潭ㄔ趶椥栽?,這樣當彈性元件發生位移時,就會帶動霍爾元件在均勻梯度的磁場中運動,從而產生霍爾電勢,完成將壓力轉化為電能的任務。

 
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