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壓電傳感器

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(guò)這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)*消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場(chǎng)變化微小（也就說(shuō)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(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如壓電陶瓷，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(cè)量，因?yàn)榻?jīng)過(guò)外力作用后的電荷，只有在回路具有無(wú)限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測(cè)量動(dòng)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(cè)量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車(chē)、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測(cè)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(lái)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測(cè)量與真空度的測(cè)量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來(lái)測(cè)量子彈在膛中擊發(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(lái)測(cè)量大的壓力，也可以用來(lái)測(cè)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(cè)量中，比如說(shuō)心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的，因?yàn)闇y(cè)量動(dòng)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。

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壓力傳感器的技術(shù)參數(shù)

量程：0~0.5Mpa-0~200Mpa

精度：±0.25 %F·S

長(zhǎng)期漂移：0.1% F·S

零點(diǎn)失調(diào)：±1% F·S-

滿(mǎn)程失調(diào)：±1% F·S-

零點(diǎn)溫漂：±0.05% F·S -℃

滿(mǎn)程溫漂：±0.05% F·S -℃

工作溫度：-40℃ ~ +120 ℃

存儲(chǔ)溫度：-40℃ ~ +120 ℃

補(bǔ)償溫度：-20℃ ~ +85 ℃

工作電壓：9~36VDC

電流輸出：4~20mA

毫伏輸出：0~5VDC

絕緣電阻：100MΩ(50VDC)

介質(zhì)兼容：316SS或304不銹鋼

法蘭規(guī)格

零點(diǎn)漂移：DN50 PN4.0 GB9116.7-8.8 &DN80 PN4.0 GB9116.7-8.8

造成壓力傳感器的零點(diǎn)漂移的主要有以下幾個(gè)原因：

1.應(yīng)變片膠層有氣泡或者有雜質(zhì)

2.應(yīng)變片本身性能不穩(wěn)定

3.電路中有虛焊點(diǎn)

4.彈性體的應(yīng)力釋放不*；此外還和磁場(chǎng),頻率,溫度等很多有關(guān)系。電漂或一些漂移都會(huì)存在，但我們可以通過(guò)一些方式縮小其范圍或修正。

零點(diǎn)熱漂移是影響壓力傳感器性能的重要指標(biāo)，受到廣泛重視。上認(rèn)為零點(diǎn)熱漂移僅取決于力敏電阻的不等性及其溫度非線性，其實(shí)零點(diǎn)熱漂移還與力敏電阻的反向漏電有關(guān)。在這點(diǎn)上，多晶硅可以吸除襯底中的重金屬雜質(zhì)，從而減小力敏電阻的反向漏電、改善零點(diǎn)熱漂移，提高傳感器的性能。

縮小電漂移和修正電漂移還有哪些方式呢？零點(diǎn)電漂移除了影響壓力傳感器的測(cè)量精度和降低靈敏度之外，還有哪些重要影響呢？

利用零點(diǎn)電漂移可以消除壓力傳感器的熱零點(diǎn)漂移，所謂零點(diǎn)漂移，是指當(dāng)放大器的輸入端短路時(shí)，在輸入端有不規(guī)律的、變化緩慢的電壓產(chǎn)生的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因是溫度的變化對(duì)晶體管參數(shù)的影響以及電源電壓的波動(dòng)等，在多數(shù)放大器中，前級(jí)的零點(diǎn)漂移影響大，級(jí)數(shù)越多和放大倍數(shù)越大，則零點(diǎn)漂移越嚴(yán)重。

漂移的大小主要在于應(yīng)變材料的選用，材料的結(jié)構(gòu)或是組成決定其穩(wěn)定性或是熱敏性。

材料選好后的加工制成也很重要，工藝不同，會(huì)生產(chǎn)出不同效果的應(yīng)變值，關(guān)鍵也在于通過(guò)一些老化等調(diào)節(jié)后，電橋值的穩(wěn)定或程規(guī)律的變化。

漂移的調(diào)節(jié)手段很多，大都根據(jù)廠家的條件或生產(chǎn)需求所決定，大多數(shù)廠家對(duì)零點(diǎn)漂移都控制得很好。溫度調(diào)節(jié)可通過(guò)內(nèi)部溫度電阻和制熱零敏度電阻補(bǔ)償、老化等。

對(duì)于采用電路轉(zhuǎn)換的變壓器中，電路部份的漂移可用通過(guò)選用好的元器件和設(shè)計(jì)更合適的電路來(lái)補(bǔ)償。

應(yīng)變材料要選靈敏系數(shù)高、溫度變化小的材料。

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故障檢測(cè)

檢查施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障，絕大多數(shù)是由于壓力傳感器使用和安裝方法不當(dāng)引起的，歸納起來(lái)有幾個(gè)方面。

1、一次元件(孔板、遠(yuǎn)傳測(cè)量接頭等)堵塞或安裝形式不對(duì)，取壓點(diǎn)不合理。

2、引壓管泄漏或堵塞，充液管里有殘存氣體或充氣管里有殘存液體，變送器過(guò)程法蘭中存有沉積物，形成測(cè)量死區(qū)。

3、變送器接線不正確，電源電壓過(guò)高或過(guò)低，指示表頭與儀表接線端子連接處接觸不良。

4、沒(méi)有嚴(yán)格按照技術(shù)要求安裝，安裝方式和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不符合技術(shù)要求。

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