晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì)，當沿著一定

方向受到機械力作用發(fā)生變形時，就產(chǎn)生了極化效應(yīng)；當機械力撤掉之后，又會重新回

到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)，這就是所謂

的極化效應(yīng)。科學(xué)家就是根據(jù)這個效應(yīng)研制出了壓力傳感器。

　　壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石

英(二氧化硅)是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范

圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失(這個高溫

就是所謂的 “ 居里點 ” )。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小(也就說壓電系數(shù)比

較低)，所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度

和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人

造晶體，能夠承受高溫和相當高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

　　在現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、

PZT 、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

　　壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因為經(jīng)過

外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是

這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力。

　　壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種

常用的加速度計。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓電

式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛

的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)

動機內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮

子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓

力，也可以用來測量微小的壓力。

　　壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電

傳感器制成的，因為測量動態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛。

除了壓電傳感器之外，還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器，利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變

式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料，在不同的場合能夠

發(fā)揮它們獨特的用途。

光柵是由很多等節(jié)距的透光的縫隙或不透光的刻線均勻、相間排列而成的光電器件。

光柵式傳感器(optical grating transducer)指采用光柵疊柵條紋原理測量位移的傳感器。光柵是在一塊長條形的光學(xué)玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線密度為 10~100線/毫米。由光柵形成的疊柵條紋具有光學(xué)放大作用和誤差平均效應(yīng)，因而能提高測量精度。傳感器由標尺光柵、指示光柵、光路系統(tǒng)和測量系統(tǒng)四部分組成(見圖)。標尺光柵相對于指示光柵移動時，便形成大致按正弦規(guī)律分布的明暗相間的疊柵條紋。這些條紋以光柵的相對運動速度移動，并直接照射到光電元件上，在它們的輸出端得到一串電脈沖，通過放大、整形、辨向和計數(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字信號輸出，直接顯示被測的位移量。傳感器的光路形式有兩種:一種是透射式光柵，它的柵線刻在透明材料(如工業(yè)用白玻璃、光學(xué)玻璃等)上;另一種是反射式光柵，它的柵線刻在具有強反射的金屬(不銹鋼)或玻璃鍍金屬膜(鋁膜)上。這種傳感器的優(yōu)點是量程大和精度高。光柵式傳感器應(yīng)用在程控、數(shù)控機床和三坐標測量機構(gòu)中，可測量靜、動態(tài)的直線位移和整圓角位移。在機械振動測量、變形測量等領(lǐng)域也有應(yīng)用。

光柵的分類

光柵傳感器的結(jié)構(gòu)

在力傳感器按預(yù)期工作時，人們幾乎沒有注意到力傳感器的存在，只考慮沒有這些力傳感器系統(tǒng)可能很多工作就無法實現(xiàn)。然而，即便是保質(zhì)保量的力傳感器傳感器有時也會因為各種原因而出現(xiàn)一些問題。那么究竟哪些情況下會影響保質(zhì)保量的力傳感器的正常工作？

 

1,校準不到位

      一些食品公司通常在工廠里使用力傳感器，但是，如果力傳感器上出現(xiàn)冷凝，則可能會導(dǎo)致已經(jīng)建立的校準出現(xiàn)故障或“校準漂移”。在發(fā)生這種情況的時候，工人在查看力傳感器的數(shù)據(jù)時可能不知道發(fā)生了故障，有時，校準失敗會導(dǎo)致生產(chǎn)過程停止。在必須進行儀器校準且必須保證校準有效性的環(huán)境中，許多用戶將選擇不太可能有校準漂移的力傳感器。

 

2,安裝不正確

      許多人在試圖確認傳感器工作正常的過程中經(jīng)歷了重復(fù)的測試循環(huán)過程，之所以這樣做，是因為重復(fù)測試卻仍然無法使力傳感器正常工作，出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因極有可能是安裝不正確造成的。因為如果安裝的方法錯誤，也會導(dǎo)致力傳感器的讀數(shù)異常。例如，用來檢測含有金屬的力傳感器不能連接到需要檢測的金屬上，傳感器和需要檢測的金屬表面之間要有一定的間隔，否則可能會出現(xiàn)讀數(shù)錯誤。如果出現(xiàn)這個問題，比較簡單的解決辦法就是把傳感器的安裝位置換一下。

    以上介紹了在哪些情況下會影響到優(yōu)價的力傳感器的正常工作，在使用傳感器時要提前考慮到哪些情況會影響力傳感器工作，并且進行預(yù)防的時候，可以避免力傳感器不能正常工作，只有解決出現(xiàn)的所有問題，才可以正常為用戶的產(chǎn)品服務(wù)。

 

 

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