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压电式传感器的组成及原理

Release time：2022-07-20

author：Ameya360

source：网络

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压电式传感器主要是利用压电元件直接实现力和电转换的传感器。为了增进大家对压电式传感器的认识，本文Ameya360电子元器件采购网将对压电式传感器进行介绍。

压电式传感器的组成及原理

一、压电式传感器的组成

　　压电式传感器一般由壳体及装在壳体内的弹簧、质量块、压电元件和固定安装的基座组成。压电元件一般由两片压电片组成，并在压电片的两个表面镀银，输出端由银层或两片银层之间所夹的金属块上引出，输出端的另一根引线就直接和传感器的基座相连。

在压电片上放置一个质量块，然后用硬弹簧对质量块预加载荷，然后将整个组件装在一个基座的金属壳体内。为了隔离基座的应变传递到压电元件上去，避免产生假信号输出，增加传感器的抗干扰能力，基座一般要加厚或者采用刚度较大的材料制造。

　　使用时，将传感器基座与试件刚性固定在一起，当其感受振动时，由于弹簧的刚度相当大，质量块的质量相对较小，可以认为质量块的惯性很小。

因此可以认为质量块感受到与传感器基座相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力作用，这样，质量块就有一个正比于加速度的作用力作用在压电片上。

二、压电式传感器的工作原理

　　通过压电片的压电效应，在压电片的表面上就会产生随振动加速度变化的电压，当振动频率远低于传感器的固有频率时，传感器输出的电压与作用力成正比，即与传感器感受到的加速度成正比。将此电压输入到前置放大器后就可以用普通的测量仪器测出加速度，如在放大器中加适当的积分电路，就可以测出振动速度和位移。

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应变传感器的组成及分类及工作原理介绍

　　应变传感器是一种广泛应用于工程领域的传感器，用于测量物体受力后产生的应变变化。本文将详细介绍应变传感器的组成、分类以及工作原理。　　1. 组成　　应变传感器通常由以下几个基本部分组成：　　应变片(Strain Gauge)：这是应变传感器的核心部件，用于测量物体表面的微小变形。应变片通常由金属薄膜制成，其电阻值随外力引起的应变而变化。　　支撑结构：用于支持和固定应变片，保证其在受力时能够准确感知应变。　　连接线：将应变片与测量仪器或数据采集系统相连，传递应变片所测得的信号。　　2. 分类　　根据不同的工作原理和应用场景，应变传感器可以分为以下几种主要类型：　　电阻式应变传感器：最常见的应变传感器类型，利用应变片的电阻值变化来测量应变。　　压电应变传感器：利用压电效应来转换机械应变为电荷输出。　　电容式应变传感器：利用电容变化来测量应变，通过电容的变化来获取应变信息。　　光纤应变传感器：利用光学原理来测量应变，通过光纤中的光信号变化来检测应变。　　3. 工作原理　　3.1 电阻式应变传感器工作原理　　当物体受力导致应变时，应变片上的电阻值发生微小变化。　　连接线传递这一变化至电桥电路或测量仪器。　　通过测量电桥中电阻的变化或电流的变化来确定物体受力情况。　　3.2 压电应变传感器工作原理　　压电材料会因应变而产生电位差。　　当物体受力产生应变时，压电材料会产生电荷输出。　　通过测量电荷输出来确定物体的应变状态。　　3.3 电容式应变传感器工作原理　　应变导致电容器介电常数发生变化。　　电容变化会导致整个电路的频率或幅度变化。　　通过测量电路中频率或幅度的变化来判断应变情况。　　3.4 光纤应变传感器工作原理　　光纤中的光信号会随应变导致光程长度的微小变化。　　通过监测光信号的强度或频率变化来测量应变量。　　适用于需要高精度和远距离传输的应变测量场合。　　4. 应用领域　　应变传感器在各行业中具有广泛的应用，包括但不限于以下领域：　　航空航天：用于监测飞机结构的应变情况，确保航空器的安全运行。　　汽车工程：用于测试汽车零部件的强度和耐久性，优化设计和改进性能。　　土木工程：用于监测建筑结构、桥梁和道路的应变情况，确保结构的稳固和安全。　　制造业：用于监测设备和机械零部件的应变，预防故障和提高生产效率。　　地震监测：用于监测地壳运动产生的应变，预警地震风险并保护人们生命财产安全。

2024-12-04 09:37 reading：419

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