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壓電式測力傳感器

壓電式測力傳感器是利用壓電元件直接實現(xiàn)力-電轉(zhuǎn)換的傳感器，在拉、壓場合，通常較多采用雙片或多片石英晶體作為壓電元件。其剛度大，測量范圍寬，線性及穩(wěn)定性高，動態(tài)特性好。當(dāng)采用大時間常數(shù)的電荷放大器時，可測量準(zhǔn)靜態(tài)力。按測力狀態(tài)分，有單向、雙向和三向傳感器，它們在結(jié)構(gòu)上基本一樣。圖所示為壓電式單向測力傳感器的結(jié)構(gòu)圖。傳感器用于機(jī)床動態(tài)切削力的測量。絕緣套用來絕緣和定位?；鶅?nèi)外底面對其中心線的垂直度、上蓋及晶片、電極的上下底面的平行度與表面光潔度都有極嚴(yán)格的要求，否則會使橫向靈敏度增加或使片子因應(yīng)力集中而過早破碎。為提高絕緣阻抗，傳感器裝配前要經(jīng)過多次凈化（包括超聲波清洗），然后在超凈工作環(huán)境下進(jìn)行裝配，加蓋之后用電子束封焊。壓電式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)類型很多，但它們的基本原理與結(jié)構(gòu)仍與壓電式加速度和力傳感器大同小異。突出的不同點是，它必須通過彈性膜、盒等，把壓力收集、轉(zhuǎn)換成力，再傳遞給壓電元件。為保證靜態(tài)特性及其穩(wěn)定性，通常多采用石英晶體作為壓電元件。

壓力傳感器是一種可感知壓力并將其轉(zhuǎn)換為電的儀器，其數(shù)量取決于所施加的壓力。工業(yè)自動化中使用的主要壓力傳感器包括壓力傳感器和真空壓力傳感器。壓力傳感器廣泛用于工業(yè)和液壓系統(tǒng)，這些高壓工業(yè)自動化壓力傳感器也用于氣候控制系統(tǒng)。真空壓力傳感器：當(dāng)真空壓力低于大氣壓時，會使用真空壓力傳感器，并且很難通過機(jī)械方法進(jìn)行檢測。這些壓力傳感器通常取決于電阻與溫度相關(guān)的加熱絲。當(dāng)真空壓力增加時，對流下降，導(dǎo)線溫度上升。電阻成比例增加，并在壓力附近進(jìn)行校準(zhǔn)，以便對真空進(jìn)行有效測量。

在電子元器件中，其他條件不變的情況下，其輸出信號會隨著溫度的變化而發(fā)生漂移，為了減小這種現(xiàn)象，我們采取一定的算法對輸出結(jié)果進(jìn)行修正，達(dá)到一定范圍內(nèi)消除溫度變化對元器件輸出信號影響的目的。此種方法叫做電子元器件的溫度補(bǔ)償，簡稱為“溫補(bǔ)”。

大多數(shù)壓力傳感器的靜態(tài)特性與環(huán)境溫度有著密切的聯(lián)系。實際工作中由于傳感器的工作環(huán)境溫度變化較大．又由于溫度變化引起的熱輸出也較大,這將會帶來較大的測量誤差；繼而影響到壓力傳感器的靜態(tài)特性，所以設(shè)計中必須采取措施以減少或消除溫度變化帶來的測量影響。