电容式压力传感器的工作原理是什么?

admin 泰里仪器网 2024-10-03 22:44 0 阅读

一、电容式压力传感器的工作原理是什么?

由物理学知,一些离子型晶体的电介质(如石英、酒石酸钾钠、钛酸钡等)不仅在电场力作用下,而且在机械力作用下,都会产生极化现象。即:在这些电介质的一定方向上施加机械力而产生变形时,就会引起它内部正负电荷中心相对转移而产生电的极化,从而导致其两个相对表面(极化面)上出现符号相反的束缚电荷,且其电位移d(在mks单位制中即电荷密度σ)与外应力张量t成正比;当外力消失,又恢复不带电原状;当外力变向,电荷极性随之而变。这种现象称为正压电效应,或简称压电效应。

压电式传感器的原理是基于某些晶体材料的压电效应,目前广泛使用的压电材料有石英和钛酸钡等,当这些晶体受压力作用发生机械变形时,在其相对的两个侧面上产生异性电荷,这种现象称为“压电效应”。

压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。

现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、pzt、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。

压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

压力变送器

压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。

压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广泛。

二、电容式液位计工作原理?

电容液位计是靠电容量变化测量液位的。电容的容量是由两个极板的面积以及中间介质的特性(介电常数)决定的。  测量不导电液体时,电容的两个极板面积不变,液位变化相当于电容中间介质的介电常数在变,两个极板间的介电常数在 由气相决定 到由液相决定 之间转换,介电常数的变化导致电容变化。  测量导电液体时,导电液体与测量电极之间浸润面积随液位变化,相当于电容极板面积变化,导致电容变化。

三、电容式料位计的工作原理?

电容式料位计是直接把物位变化量转换成电容的变化,然后再变换成统一的标准电信号,传输给显示仪表进行指示、记录报警或控制。原理:电容检测元件是根据圆筒形电容器原理工作的。电容器由两个相互绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成,在两筒之间充以介电常数为ε的电介质,液位变化时就会引起电容的变化。即可知道液位的高低

四、电容式波高仪工作原理?

将测压敏感元件、测试电路集为一体,直接得到测量结果,分析处理软件自动计算出设定测量时间内平均波高、大波高、次大波高、波数、频率等参数,测量数据能直观显示、保存及回放等进一步处理。

五、电容式指纹传感器工作原理?

将电容感整合于一块芯片中,当指纹按压芯片表面时,内部电容感测器会根据指纹波峰与波谷而产生的电荷差,从而形成指纹影像。

六、dcdc电容式升压电路工作原理?

升压电路原理如下:举个简单的例子:有一个12V的电路,电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压,这个电压怎么弄出来?就是用自举。通常用一个电容和一个二极管,电容存储电荷,二极管防止电流倒灌,频率较高的时候,自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压,起到升压的作用。

自举电路只是在实践中定的名称,在理论上没有这个概念。自举电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半,但在实际的测试中,输出电压远达不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一个高于Vcc的电压。所以采用自举电路来升压。

常用自举电路(摘自fairchild,使用说明书AN-6076《供高电压栅极驱动器IC 使用的自举电路的设计和使用准则》),开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路)原理,the boost converter,或者叫step-up converter,是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。

七、电容式扬声器的工作原理?

电容式扬声器又称为动圈式扬声器;它是应用电动原理的电声换能器件;它是目前运用最多、最广泛的扬声器

八、电容式电焊机工作原理?

电容式焊接,是利用工频交流电经整流器整流后向电容器充电,被存储的电能再经焊接变压器放电转换成低电电压的、能量比较集中稳定的脉冲电流,通过被焊工件的接触点产生电阻热将金属熔接。

  电容式储能点焊机的优点主要有:节能高效,从电网取用瞬时功率低,功率因数高,对电网冲击小,省电节能,输出民压稳定,一致性好;焊接牢固,焊点无变色,节省打磨工序,效率高,广泛适用于钟表上的表粒表扣焊接、电池连接片、玩具、电子、小五金、小家电等

九、电容式扭矩测量法工作原理?

电容式扭矩测量仪工作原理是利用机械结构,将轴受扭矩作用后的两端相对转角变化变换成电容器两极板之间的相对有效面积的变化,引起电容量的变化来测量扭矩。其最要优点是灵敏度高,测量时它需要集流装置传输信号。

十、电容式物位计的工作原理是什么?

电容的原理。相当于,两个电极,物料在中间上升和下降的时候,平均的介电常数会发生变化,产生的电容就会发生变化。标定好后,检测电容量得变化就可以了。所以这种产品,不太适合强导电的物料。

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