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)完全消失(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。
在現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，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)量槍炮
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。
除了壓電傳感器之外，還有利用壓阻效應(yīng)制造出來(lái)的壓阻傳感器，利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變
式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料，在不同的場(chǎng)合能夠
發(fā)揮它們獨(dú)特的用途。
光柵是由很多等節(jié)距的透光的縫隙或不透光的刻線均勻、相間排列而成的光電器件。
光柵式傳感器(optical grating transducer)指采用光柵疊柵條紋原理測(cè)量位移的傳感器。光柵是在一塊長(zhǎng)條形的光學(xué)玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線密度為 10~100線/毫米。由光柵形成的疊柵條紋具有光學(xué)放大作用和誤差平均效應(yīng)，因而能提高測(cè)量精度。傳感器由標(biāo)尺光柵、指示光柵、光路系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)四部分組成(見(jiàn)圖)。標(biāo)尺光柵相對(duì)于指示光柵移動(dòng)時(shí)，便形成大致按正弦規(guī)律分布的明暗相間的疊柵條紋。這些條紋以光柵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度移動(dòng)，并直接照射到光電元件上，在它們的輸出端得到一串電脈沖，通過(guò)放大、整形、辨向和計(jì)數(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)輸出，直接顯示被測(cè)的位移量。傳感器的光路形式有兩種:一種是透射式光柵，它的柵線刻在透明材料(如工業(yè)用白玻璃、光學(xué)玻璃等)上;另一種是反射式光柵，它的柵線刻在具有強(qiáng)反射的金屬(不銹鋼)或玻璃鍍金屬膜(鋁膜)上。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是量程大和精度高。光柵式傳感器應(yīng)用在程控、數(shù)控機(jī)床和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)中，可測(cè)量靜、動(dòng)態(tài)的直線位移和整圓角位移。在機(jī)械振動(dòng)測(cè)量、變形測(cè)量等領(lǐng)域也有應(yīng)用。
光柵的分類(lèi)
光柵傳感器的結(jié)構(gòu)
在力傳感器按預(yù)期工作時(shí)，人們幾乎沒(méi)有注意到力傳感器的存在，只考慮沒(méi)有這些力傳感器系統(tǒng)可能很多工作就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。然而，即便是保質(zhì)保量的力傳感器傳感器有時(shí)也會(huì)因?yàn)楦鞣N原因而出現(xiàn)一些問(wèn)題。那么究竟哪些情況下會(huì)影響保質(zhì)保量的力傳感器的正常工作？
1,校準(zhǔn)不到位
一些食品公司通常在工廠里使用力傳感器，但是，如果力傳感器上出現(xiàn)冷凝，則可能會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)建立的校準(zhǔn)出現(xiàn)故障或“校準(zhǔn)漂移”。在發(fā)生這種情況的時(shí)候，工人在查看力傳感器的數(shù)據(jù)時(shí)可能不知道發(fā)生了故障，有時(shí)，校準(zhǔn)失敗會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程停止。在必須進(jìn)行儀器校準(zhǔn)且必須保證校準(zhǔn)有效性的環(huán)境中，許多用戶將選擇不太可能有校準(zhǔn)漂移的力傳感器。
2,安裝不正確
許多人在試圖確認(rèn)傳感器工作正常的過(guò)程中經(jīng)歷了重復(fù)的測(cè)試循環(huán)過(guò)程，之所以這樣做，是因?yàn)橹貜?fù)測(cè)試卻仍然無(wú)法使力傳感器正常工作，出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因極有可能是安裝不正確造成的。因?yàn)槿绻惭b的方法錯(cuò)誤，也會(huì)導(dǎo)致力傳感器的讀數(shù)異常。例如，用來(lái)檢測(cè)含有金屬的力傳感器不能連接到需要檢測(cè)的金屬上，傳感器和需要檢測(cè)的金屬表面之間要有一定的間隔，否則可能會(huì)出現(xiàn)讀數(shù)錯(cuò)誤。如果出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，比較簡(jiǎn)單的解決辦法就是把傳感器的安裝位置換一下。
以上介紹了在哪些情況下會(huì)影響到優(yōu)價(jià)的力傳感器的正常工作，在使用傳感器時(shí)要提前考慮到哪些情況會(huì)影響力傳感器工作，并且進(jìn)行預(yù)防的時(shí)候，可以避免力傳感器不能正常工作，只有解決出現(xiàn)的所有問(wèn)題，才可以正常為用戶的產(chǎn)品服務(wù)。
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