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压电式传感器是一种利用压电性测量压力或应变的装置，压电材料在变形时会产生电流，因此压电传感器可以将压力、冲击、加速度或振动施加在其上的力转换成强度成比例的电信号在力的强度方面。有许多天然存在的材料可以证明这种效果，最显著的是石英和电气石。压电材料也可以在工业上合成。合成压电材料可以是类似于天然晶体的单晶材料，但具有更高的性能，例如磷酸镓晶体；压电陶瓷材料，如锆钛酸铅（PZT），可通过烧结或在熔炉中加热粉末成分来廉价制造；聚合物，如聚偏二氟乙烯（PVDF），可制成薄而柔软的薄膜。对产生的电信号起作用压电式传感器在第一次施力后迅速下降。这意味着它们不适合测量静态力；但是，它们在测量非常短时间内的力方面非常出色，例如冲击力。单晶和压电陶瓷传感器非常坚硬，具有非常高的固有频率。传感器的固有频率限制了其使用，当被测振动的频率接近传感器的频率时，会产生测量误差。然而，压电传感器的高固有频率使其能够准确地测量非常高的频率，这意味着它可以用来检测由材料缺陷和组件。单晶和压电陶瓷传感器的高刚性意味着它们通常与制造工具和机器的材料（如钢）具有相似的物理特性。因此，传感器可以作为其结构的一部分并入工具和机械中，这种压电式传感器也非常坚固，能够处理强烈的冲击力，在高温下有效工作，在许多工业应用中用于测量材料上的压力和应变。它们也可以用于测量加速度-当物体加速时，它向相反方向施加一个可以用传感器测量的力。压电传感器还有很多其他应用。一个常见的应用是麦克风，在麦克风中，声波施加的力被转换成电信号，并被记录或放大。灵活，像PVDF这样的轻量化压电材料可以用于触摸屏和触摸板，在科学研究中也有应用。例如，微型传感器可以连接到小动物甚至昆虫上，以监测它们的活动和行为。

发表于 2020-09-17 11:16
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分类：文化艺术

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