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壓電式傳感器的靈敏芯體資料和結構方式
• 壓電式傳感器的靈敏芯體資料和結構方式
o 壓電材料
壓電材料一般可以分為兩大類，即壓電晶體和壓電陶瓷。在壓電型加速度計的最常用的壓電晶體為石英，其特色為工作溫度規模寬，性能安穩，因此在實際運用中常常被用作標準傳感器的壓電資料。由于石英的壓電系數比其他壓電資料低得多，因此對通用型壓電加速度計而言更為常用的壓電資料為壓電陶瓷。壓電陶瓷中鋯鈦酸鉛（PZT）是現在壓電加速度計中最常常運用的壓電資料。其特色為具有較高的壓電系數和居里點，各項機電參數隨溫度時間等外界條件的變化相對較小。必須指出的是，就同一品種的壓電陶瓷而言，盡管都有相同的基本特性，但由于制作工藝不同可以使兩個相同資料的壓電陶瓷的詳細性能指標相差甚大。這種現象可以經過典型的國產傳感器和進口傳感器的比較得以反映，國內振蕩測試業幾十年的經驗對此深有體會。
o 傳感器靈敏芯體的結構方式
壓電加速度傳感器的靈敏芯體一般由壓電資料和附加質量塊組成，當質量塊受到加速度作用后便轉換成一個與加速度成正比并加載到壓電資料上的力，而壓電資料受力后在其外表發生一個與加速度成正比的電荷信號。壓電資料的特性決議了作用力可以是受正應力也可以是剪應力，壓電資料發生的電荷巨細隨作用力的方向以及電荷引出外表的位置而變。依據壓電資料不同的受力辦法，常用傳感器靈敏芯體的結構一般有以下三種方式：
? 緊縮方式– 壓電資料受到緊縮或拉伸力而發生電荷的結構方式。緊縮式靈敏芯體是加速度傳感器中最為傳統的結構方式。其特色是制作簡單便利，能發生較高的自振諧振頻率和較寬的頻率丈量規模。而最大的缺點是不能有效地掃除各種干擾對丈量信號的影響。
? 剪切方式– 經過對壓電資料施加剪切力而發生電荷的結構方式。從理論上分析在剪切力作用下壓電資料發生的電荷信號受外界干擾的影響甚小，因此剪切結構方式成為最為廣泛運用的加速度傳感器靈敏芯體。然而在實際制作過程中，確保剪切靈敏芯體的加速度計持有較高和安穩的頻率丈量規模卻是傳感器制作中工藝中最為困難的一個環節。北智BW-Sensor 選用進口記憶金屬資料的緊固件從而確保傳感器具有安穩可靠的諧振頻率和頻率丈量規模。
? 彎曲變形梁方式- 壓電資料受到彎曲變形而發生電荷的結構方式。彎曲變形梁結構可發生比較大的電荷輸出信號，也較簡單完成控制阻尼；但由于其丈量頻率規模低，更由于此結構不能掃除因溫度變化而極簡單發生的信號漂移，所以此結構在壓電型加速度計的規劃中很少被選用。
o 壓電材料
壓電材料一般可以分為兩大類，即壓電晶體和壓電陶瓷。在壓電型加速度計的最常用的壓電晶體為石英，其特色為工作溫度規模寬，性能安穩，因此在實際運用中常常被用作標準傳感器的壓電資料。由于石英的壓電系數比其他壓電資料低得多，因此對通用型壓電加速度計而言更為常用的壓電資料為壓電陶瓷。壓電陶瓷中鋯鈦酸鉛（PZT）是現在壓電加速度計中最常常運用的壓電資料。其特色為具有較高的壓電系數和居里點，各項機電參數隨溫度時間等外界條件的變化相對較小。必須指出的是，就同一品種的壓電陶瓷而言，盡管都有相同的基本特性，但由于制作工藝不同可以使兩個相同資料的壓電陶瓷的詳細性能指標相差甚大。這種現象可以經過典型的國產傳感器和進口傳感器的比較得以反映，國內振蕩測試業幾十年的經驗對此深有體會。
o 傳感器靈敏芯體的結構方式
壓電加速度傳感器的靈敏芯體一般由壓電資料和附加質量塊組成，當質量塊受到加速度作用后便轉換成一個與加速度成正比并加載到壓電資料上的力，而壓電資料受力后在其外表發生一個與加速度成正比的電荷信號。壓電資料的特性決議了作用力可以是受正應力也可以是剪應力，壓電資料發生的電荷巨細隨作用力的方向以及電荷引出外表的位置而變。依據壓電資料不同的受力辦法，常用傳感器靈敏芯體的結構一般有以下三種方式：
? 緊縮方式– 壓電資料受到緊縮或拉伸力而發生電荷的結構方式。緊縮式靈敏芯體是加速度傳感器中最為傳統的結構方式。其特色是制作簡單便利，能發生較高的自振諧振頻率和較寬的頻率丈量規模。而最大的缺點是不能有效地掃除各種干擾對丈量信號的影響。
? 剪切方式– 經過對壓電資料施加剪切力而發生電荷的結構方式。從理論上分析在剪切力作用下壓電資料發生的電荷信號受外界干擾的影響甚小，因此剪切結構方式成為最為廣泛運用的加速度傳感器靈敏芯體。然而在實際制作過程中，確保剪切靈敏芯體的加速度計持有較高和安穩的頻率丈量規模卻是傳感器制作中工藝中最為困難的一個環節。北智BW-Sensor 選用進口記憶金屬資料的緊固件從而確保傳感器具有安穩可靠的諧振頻率和頻率丈量規模。
? 彎曲變形梁方式- 壓電資料受到彎曲變形而發生電荷的結構方式。彎曲變形梁結構可發生比較大的電荷輸出信號，也較簡單完成控制阻尼；但由于其丈量頻率規模低，更由于此結構不能掃除因溫度變化而極簡單發生的信號漂移，所以此結構在壓電型加速度計的規劃中很少被選用。
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