傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù) 第2版 課件 4壓電式傳感器

4.壓電式傳感器2

是以某些電介質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)，在外力作用下，在電介質(zhì)的表面上產(chǎn)生電荷，從而實(shí)現(xiàn)非電量測(cè)量。壓電傳感元件是力敏感元件，所以它能測(cè)量最終能變換為力的那些物理量，例如力、壓力、加速度等。壓電式傳感器具有響應(yīng)頻帶寬、靈敏度高、信噪比大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，隨著與之配套的二次儀表以及低噪聲、小電容、高絕緣電阻電纜的出現(xiàn)，使壓電傳感器的使用更為方便。因此，在工程力學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、石油勘探、聲波測(cè)井、電聲學(xué)等許多技術(shù)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。4.壓電傳感器

某些電介質(zhì)（晶體）當(dāng)沿著一定方向施加力變形時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它表面會(huì)產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)不帶電狀態(tài)。當(dāng)作用力方向改變后，電荷的極性也隨之改變;這種現(xiàn)象稱壓電效應(yīng)?？芍瞥蓧弘妭鞲衅?。壓電效應(yīng)演示：4正壓電效應(yīng)（順壓電效應(yīng)）：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的一定表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)不帶電狀態(tài)的現(xiàn)象。當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷極性也隨著改變。逆壓電效應(yīng)（電致伸縮效應(yīng)）：當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)就在一定方向上產(chǎn)生機(jī)械變形或機(jī)械壓力，當(dāng)外加電場(chǎng)撤去時(shí)，這些變形或應(yīng)力也隨之消失的現(xiàn)象。電能機(jī)械能正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)4.1壓電效應(yīng)壓電材料的主要特性參數(shù)壓電常數(shù)是衡量材料壓電效應(yīng)強(qiáng)弱的參數(shù),它直接關(guān)系到壓電輸出的靈敏度。壓電材料的彈性常數(shù)、剛度決定著壓電器件的固有頻率和動(dòng)態(tài)特性。對(duì)于一定形狀、尺寸的壓電元件,其固有電容與介電常數(shù)有關(guān);而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限。在壓電效應(yīng)中,機(jī)械耦合系數(shù)等于轉(zhuǎn)換輸出能量（如電能）與輸入的能量（如機(jī)械能）之比的平方根;它是衡量壓電材料機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)重要參數(shù)。壓電材料的絕緣電阻將減少電荷泄漏,從而改善壓電傳感器的低頻特性。壓電材料開(kāi)始喪失壓電特性的溫度稱為居里點(diǎn)溫度。

壓電轉(zhuǎn)換壓電關(guān)系表達(dá)式：：壓電常數(shù)更一般表達(dá)式：電荷密度，（用單位面積受力表示）其中：i＝1,2,3表示晶體極化方向，指的是與產(chǎn)生電荷的面垂直的方向；j=1,2,3,4,5,6表示受力方向，1~3表示x,y.z向受力，4~6表示剪切力方向如q1表示法向矢量為x的兩個(gè)面產(chǎn)生的電荷受x向（拉）力作用后在z方向產(chǎn)生電荷的表達(dá)式：受z向力作用后在z方向產(chǎn)生電荷的表達(dá)式：4.1.1石英晶體的壓電效應(yīng)石英的晶體結(jié)構(gòu)為六方晶體系，化學(xué)式為SiO2。定義：x：兩平行柱面內(nèi)夾角等分線，垂直此軸壓電效應(yīng)最強(qiáng)。稱為電軸。y：垂直于平行柱面，在電場(chǎng)作用下變形最大，稱為機(jī)械軸。z：無(wú)壓電效應(yīng)，中心軸，也稱光軸。

石英晶體成正六邊形棱柱體，如圖所示。石英晶體壓電模型a—石英晶體結(jié)構(gòu)；b、c、d、e—壓電效應(yīng)示意圖通常把沿電軸X－X方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱向壓電效應(yīng)”，而把沿機(jī)械軸Y－Y方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”，沿光軸Z－Z方向受力則不產(chǎn)生壓電效應(yīng)。4.1.1石英晶體的壓電效應(yīng)

當(dāng)石英晶體未受外力作用時(shí),正、負(fù)離子正好分布在正六邊形的頂角上,形成三個(gè)互成120°夾角的電偶極矩P1、P2、P3,P1+P2+P3=0,

所以晶體表面不產(chǎn)生電荷,即呈中性。當(dāng)石英晶體受到沿x軸方向的壓力作用時(shí),晶體沿x方向?qū)a(chǎn)生壓縮變形,正負(fù)電荷重心不再重合,在x軸的正方向出現(xiàn)正電荷,電偶極矩在y方向上的分量仍為零,不出現(xiàn)電荷.當(dāng)晶體受到沿y軸方向的壓力作用時(shí),在x軸上出現(xiàn)電荷,它的極性為x軸正向?yàn)樨?fù)電荷。在y軸方向上不出現(xiàn)電荷。如果沿z軸方向施加作用力,因?yàn)榫w在x方向和y方向所產(chǎn)生的形變完全相同,所以正負(fù)電荷重心保持重合,電偶極矩矢量和等于零。這表明沿z軸方向施加作用力,晶體不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)。4.1.1石英晶體的壓電效應(yīng)

晶體沿軸線切下的薄片稱“晶體切片”。如圖所示是垂直于電軸Ｘ切割的石英片，在與Ｘ軸垂直的兩面覆以金屬。沿Ｘ方向施加作用力Ｆx時(shí)，在與電軸垂直的表面上產(chǎn)生電荷Ｑxx為

式中d11—石英晶體的縱向壓電系數(shù)在覆以金屬極面間產(chǎn)生的電壓為

4.1.1石英晶體的壓電效應(yīng)垂直于電軸X切割的石英晶體切片

如果在同一切片上，沿機(jī)械軸Y方向施加作用力Fy時(shí)，則在與X軸垂直的平面上產(chǎn)生電荷為

式中d12—石英晶體的橫向壓電系數(shù)。根據(jù)石英晶體的軸對(duì)稱條件可得d12=-d11,所以

產(chǎn)生電壓為

4.1.1石英晶體的壓電效應(yīng)無(wú)論是正或逆壓電效應(yīng)，其作用力（或應(yīng)變）與電荷（或電場(chǎng)強(qiáng)度）之間呈線性關(guān)系；晶體在哪個(gè)方向上有正壓電效應(yīng)，則在此方向上一定存在逆壓電效應(yīng)；石英晶體不是在任何方向都存在壓電效應(yīng)的。

4.1.1石英晶體的壓電效應(yīng)

對(duì)人體生理量測(cè)量，如PVF2血壓、心音、脈搏等體內(nèi)和體表檢測(cè)。利用壓電效應(yīng)產(chǎn)生電量進(jìn)行數(shù)字顯示。壓電薄膜式脈搏測(cè)試儀演示

壓電陶瓷具有鐵磁材料磁疇結(jié)構(gòu)類似的電疇結(jié)構(gòu)。當(dāng)壓電陶瓷極化處理后，陶瓷材料內(nèi)部存有很強(qiáng)的剩余場(chǎng)極化。當(dāng)陶瓷材料受到外力作用時(shí)，電疇的界限發(fā)生移動(dòng)，引起極化強(qiáng)度變化，產(chǎn)生了壓電效應(yīng)。經(jīng)極化處理的壓電陶瓷具有非常高的壓電系數(shù)，約為石英晶體的幾百倍，但機(jī)械強(qiáng)度較石英晶體差。4.1.2壓電陶瓷的壓電效應(yīng)

壓電陶瓷屬于鐵電體一類的物質(zhì)，是人工制造的多晶壓電材料，它具有類似鐵磁材料磁疇結(jié)構(gòu)的電疇結(jié)構(gòu)。電疇是分子自發(fā)形成的區(qū)域，它有一定的極化方向，從而存在一定的電場(chǎng)。在無(wú)外電場(chǎng)作用時(shí)，各個(gè)電疇在晶體上雜亂分布，它們的極化效應(yīng)被相互抵消，因此原始的壓電陶瓷內(nèi)極化強(qiáng)度為零，見(jiàn)圖（a）。

直流電場(chǎng)E剩余極化強(qiáng)度剩余伸長(zhǎng)電場(chǎng)作用下的伸長(zhǎng)(a)極化處理前(b)極化處理中(c)極化處理后

4.1.2壓電陶瓷的壓電效應(yīng)17壓電陶瓷的極化當(dāng)把電壓表接到陶瓷片的兩個(gè)電極上進(jìn)行測(cè)量時(shí)，卻無(wú)法測(cè)出陶瓷片內(nèi)部存在的極化強(qiáng)度。這是因?yàn)樘沾善瑑?nèi)的極化強(qiáng)度總是以電偶極矩的形式表現(xiàn)出來(lái)，即在陶瓷的一端出現(xiàn)正束縛電荷，另一端出現(xiàn)負(fù)束縛電荷。由于束縛電荷的作用，在陶瓷片的電極面上吸附了一層來(lái)自外界的自由電荷。這些自由電荷與陶瓷片內(nèi)的束縛電荷符號(hào)相反而數(shù)量相等，它起著屏蔽和抵消陶瓷片內(nèi)極化強(qiáng)度對(duì)外界的作用。所以電壓表不能測(cè)出陶瓷片內(nèi)的極化程度，如圖。－－－－－

－－－－－

＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋自由電荷束縛電荷電極電極極化方向陶瓷片內(nèi)束縛電荷與電極上吸附的自由電荷示意圖電壓表不能測(cè)出陶瓷片內(nèi)的極化程度

如果在陶瓷片上加一個(gè)與極化方向平行的壓力F，如圖，陶瓷片將產(chǎn)生壓縮形變（圖中虛線），片內(nèi)的正、負(fù)束縛電荷之間的距離變小，極化強(qiáng)度也變小。因此，原來(lái)吸附在電極上的自由電荷，有一部分被釋放，而出現(xiàn)放電荷現(xiàn)象。當(dāng)壓力撤消后，陶瓷片恢復(fù)原狀(這是一個(gè)膨脹過(guò)程)，片內(nèi)的正、負(fù)電荷之間的距離變大，極化強(qiáng)度也變大，因此電極上又吸附一部分自由電荷而出現(xiàn)充電現(xiàn)象。這種由機(jī)械效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦?yīng)，或者由機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿默F(xiàn)象，就是正壓電效應(yīng)。＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋

極化方向正壓電效應(yīng)示意圖（實(shí)線代表形變前的情況，虛線代表形變后的情況）F－＋正壓電效應(yīng)

同樣，若在陶瓷片上加一個(gè)與極化方向相同的電場(chǎng)，如圖，由于電場(chǎng)的方向與極化強(qiáng)度的方向相同，所以電場(chǎng)的作用使極化強(qiáng)度增大。這時(shí)，陶瓷片內(nèi)的正負(fù)束縛電荷之間距離也增大，就是說(shuō)，陶瓷片沿極化方向產(chǎn)生伸長(zhǎng)形變（圖中虛線）。同理，如果外加電場(chǎng)的方向與極化方向相反，則陶瓷片沿極化方向產(chǎn)生縮短形變。這種由于電效應(yīng)而轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械效應(yīng)或者由電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的現(xiàn)象，就是逆壓電效應(yīng)。逆壓電效應(yīng)示意圖（實(shí)線代表形變前的情況，虛線代表形變后的情況）－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－極化方向電場(chǎng)方向Ｅ逆壓電效應(yīng)壓電晶體與壓電陶瓷的比較相同點(diǎn)：都是具有壓電效應(yīng)的壓電材料。不同點(diǎn)：石英的優(yōu)點(diǎn)是它的介電和壓電常數(shù)的溫度穩(wěn)定性好，適合做工作溫度范圍很寬的傳感器。極化后的壓電陶瓷，當(dāng)受外力變形后，由于電極矩的重新定位而產(chǎn)生電荷，壓電陶瓷的壓電系數(shù)是石英的幾十倍甚至幾百倍，但穩(wěn)定性不如石英好，居里點(diǎn)也低。

由此可見(jiàn)，壓電陶瓷所以具有壓電效應(yīng)，是由于陶瓷內(nèi)部存在自發(fā)極化。這些自發(fā)極化經(jīng)過(guò)極化工序處理而被迫取向排列后，陶瓷內(nèi)即存在剩余極化強(qiáng)度。如果外界的作用（如壓力或電場(chǎng)的作用）能使此極化強(qiáng)度發(fā)生變化，陶瓷就出現(xiàn)壓電效應(yīng)。此外，還可以看出，陶瓷內(nèi)的極化電荷是束縛電荷，而不是自由電荷，這些束縛電荷不能自由移動(dòng)。所以在陶瓷中產(chǎn)生的放電或充電現(xiàn)象，是通過(guò)陶瓷內(nèi)部極化強(qiáng)度的變化，引起電極面上自由電荷的釋放或補(bǔ)充的結(jié)果。壓電陶瓷的壓電效應(yīng)

如圖a所示，當(dāng)壓電陶瓷在極化面上受到沿極化方向（Z向）的作用力Fz時(shí)（即作用力垂直于極化面），則在兩個(gè)鍍銀（或金）的極化面上分別出現(xiàn)正負(fù)電荷，電荷量Qzz與力Fz成比例，即：

式中dzz—壓電陶瓷的縱向壓電系數(shù)。輸出電壓為

a—Z向施力壓電陶瓷的壓電效應(yīng)

a—Z向施力壓電陶瓷的壓電效應(yīng)

當(dāng)沿X軸方向施加作用力Fx時(shí)，如圖b所示，在鍍銀極化面上產(chǎn)生電荷Qzx為

同理

式中的dz1、dz2是壓電陶瓷在橫向力作用時(shí)的壓電系數(shù)，且均為負(fù)值；電荷除以壓電陶瓷片電容Cz可得電壓輸出。b—X向施力壓電陶瓷的壓電效應(yīng)

b—X向施力壓電陶瓷的壓電效應(yīng)

當(dāng)壓電傳感器中的壓電晶體承受被測(cè)機(jī)械應(yīng)力的作用時(shí)，在它的兩個(gè)極面上出現(xiàn)極性相反但電量相等的電荷。可把壓電傳感器看成一個(gè)靜電發(fā)生器，如圖(a)。也可把它視為兩極板上聚集異性電荷，中間為絕緣體的電容器，如圖(b)。其電容量為＋＋＋＋――――qq電極壓電晶體Ca(b)(a)

壓電傳感器的等效電路當(dāng)兩極板聚集異性電荷時(shí)，則兩極板呈現(xiàn)一定的電壓，其大小為4.2壓電式傳感器的測(cè)量電路4.2.1壓電式傳感器的等效電路因此，壓電傳感器可等效為電壓源Ua和一個(gè)電容器Ca的串聯(lián)電路，如圖(a)；也可等效為一個(gè)電荷源q和一個(gè)電容器Ca的并聯(lián)電路，如圖(b)。qCaUaUa＝q/Caq＝UaCaCa（a）電壓等效電路（b）電荷等效電路壓電傳感器等效原理傳感器內(nèi)部信號(hào)電荷無(wú)“漏損”，外電路負(fù)載無(wú)窮大時(shí)，壓電傳感器受力后產(chǎn)生的電壓或電荷才能長(zhǎng)期保存，否則電路將以某時(shí)間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律放電。這對(duì)于靜態(tài)標(biāo)定以及低頻準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量極為不利，必然帶來(lái)誤差。事實(shí)上，傳感器內(nèi)部不可能沒(méi)有泄漏，外電路負(fù)載也不可能無(wú)窮大，只有外力以較高頻率不斷地作用，傳感器的電荷才能得以補(bǔ)充，因此，壓電晶體不適合于靜態(tài)測(cè)量。4.2.1壓電式傳感器的等效電路如果用導(dǎo)線將壓電傳感器和測(cè)量?jī)x器連接時(shí),則應(yīng)考慮連線的等效電容,前置放大器的輸入電阻、輸入電容。CaRaCcRiCiq壓電傳感器的完整等效電路Ca傳感器的固有電容Ci

前置放大器輸入電容Cc

連線電容Ra傳感器的漏電阻Ri前置放大器輸入電阻可見(jiàn)，壓電傳感器的絕緣電阻Ra與前置放大器的輸入電阻Ri相并聯(lián)。為保證傳感器和測(cè)試系統(tǒng)有一定的低頻或準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)，要求壓電傳感器絕緣電阻應(yīng)保待在1013Ω以上，才能使內(nèi)部電荷泄漏減少到滿足一般測(cè)試精度的要求。與上相適應(yīng)，測(cè)試系統(tǒng)則應(yīng)有較大的時(shí)間常數(shù)，亦即前置放大器要有相當(dāng)高的輸入阻抗，否則傳感器的信號(hào)電荷將通過(guò)輸入電路泄漏，即產(chǎn)生測(cè)量誤差。4.2.1壓電式傳感器的等效電路

(a)并聯(lián)(b)串聯(lián)壓電元件的串聯(lián)與并聯(lián)

壓電元件的串聯(lián)與并聯(lián)

壓電傳感器電壓源與電荷源等效電路4.2.1壓電式傳感器的等效電路

壓電式傳感器的前置放大器有兩個(gè)作用：把壓電式傳感器的高輸出阻變換成低阻抗輸出；放大壓電式傳感器輸出的弱信號(hào)。前置放大器形式：電壓放大器，其輸出電壓與輸入電壓（傳感器的輸出電壓）成正比；電荷放大器，其輸出電壓與輸入電荷成正比。

1、電壓放大器

－A－ACaCaRaRiCiCcCRUiUSCUSCUa(a)(b)Ua4.2.2壓電式傳感器的測(cè)量電路圖（b）中，等效電阻R為Fm——作用力的幅值壓電元件所受作用力C=Cc+Ci而等效電容為若壓電元件材料是壓電陶瓷，其壓電系數(shù)為d33，則在外力作用下，壓電元件產(chǎn)生的電壓值為

由圖(b)可得放大器輸入端的電壓Ui，其復(fù)數(shù)形式為－A－ACaCaRaRiCiCcCRUiUSCUSCUa(a)(b)Ua(1)電壓放大器Ui的幅值Uim為輸入電壓與作用力之間的相位差φ為令τ=R(Ca+Cc+Ci)，τ為測(cè)量回路的時(shí)間常數(shù)，并令ω0=1/τ，則可得可見(jiàn)，如果ω/ω0>>1，即作用力變化頻率與測(cè)量回路時(shí)間常數(shù)的乘積遠(yuǎn)大于1時(shí)。前置放大器的輸入電壓Uim與頻率無(wú)關(guān)。一般認(rèn)為ω/ω0≥3，可近似看作輸入電壓與作用力頻率無(wú)關(guān)。這說(shuō)明，在測(cè)量回路時(shí)間常數(shù)一定的條件下，壓電式傳感器具有相當(dāng)好的高頻響應(yīng)特性。

(1)電壓放大器但是，當(dāng)被測(cè)動(dòng)態(tài)量變化緩慢，而測(cè)量回路時(shí)間常數(shù)不大時(shí)，會(huì)造成傳感器靈敏度下降，因而要擴(kuò)大工作頻帶的低頻端，就必須提高測(cè)量回路的時(shí)間常數(shù)τ。但是靠增大測(cè)量回路的電容來(lái)提高時(shí)間常數(shù)，會(huì)影響傳感器的靈敏度。根據(jù)傳感器電壓靈敏度Ku的定義得因?yàn)棣豏>>1，故上式可以近似為可見(jiàn)，Ku與回路電容成反比，增加回路電容必然使Ku下降。為此常將Ri很大的前置放大器接入回路。其輸入內(nèi)阻越大，測(cè)量回路時(shí)間常數(shù)越大，則傳感器低頻響應(yīng)也越好。當(dāng)改變連接傳感器與前置放大器的電纜長(zhǎng)度時(shí)Cc將改變，必須重新校正靈敏度值。(1)電壓放大器電荷放大器是一個(gè)具有深度負(fù)反饋的高增益放大器，其基本電路如圖。若放大器的開(kāi)環(huán)增益A0足夠大，并且放大器的輸入阻抗很高，則放大器輸入端幾乎沒(méi)有分流，運(yùn)算電流僅流入反饋回路CF與RF。由圖可知i的表達(dá)式為：

－A0CaU∑USC電荷放大器原理電路圖iRaqCFRF(2)電荷放大器根據(jù)上式畫(huà)出等效電路圖－A0CaRaR’C’USCU∑qCF、RF等效到A0的輸入端時(shí)，電容CF將增大(1＋A0)倍。電導(dǎo)1／RF也增大了(1＋A0)倍。所以圖中C?=(1＋A0)CF；1/R?=(1＋A0)1／RF，這就是所謂“密勒效應(yīng)”的結(jié)果。輸出電壓(2)電荷放大器當(dāng)A0足夠大時(shí),傳感器本身的電容和電纜長(zhǎng)短將不影響電荷放大器的輸出。因此輸出電壓USC只決定于輸入電荷q及反饋回路的參數(shù)CF和RF。由于1／RF<<ωCF,則可見(jiàn)當(dāng)A0足夠大時(shí)，輸出電壓與A0無(wú)關(guān)，只取決于輸入電荷q和反饋電容CF，改變CF的大小便可得到所需的電壓輸出。

CF一般取值100-104pF。(2)電荷放大器運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)A0對(duì)精度有影響，當(dāng)頻率很高時(shí)，則及由此得A0＞105。對(duì)線性集成運(yùn)算放大器來(lái)說(shuō)，這一要求是不難達(dá)到的。

例,Ca=1000pF,CF=100pF,Cc=(100pF/m)×100m=105pF,當(dāng)要求δ≤1%時(shí)，則有則可計(jì)算產(chǎn)生的誤差為(2)電荷放大器利用超聲波在順流方向和逆流方向的傳播速度進(jìn)行測(cè)量。其測(cè)量裝置是在管外設(shè)置兩個(gè)相隔一定距離的收發(fā)兩用壓電超聲換能器，每隔一段時(shí)間(如1/100s)，發(fā)射和接收互換一次。在順流和逆流的情況下，發(fā)射和接收的相位差與流速成正比。據(jù)這個(gè)關(guān)系，可精確測(cè)定流速。流速與管道橫截面積的乘積等于流量。

流量顯示1789輸出信號(hào)換能器換能器接收接收發(fā)射發(fā)射壓電式流量計(jì)此流量計(jì)可測(cè)量各種液體的流速，中壓和低壓氣體的流速，不受該流體的導(dǎo)電率、粘度、密度、腐蝕性以及成分的影響。其準(zhǔn)確度可達(dá)0.5%，有的可達(dá)到0.01%。根據(jù)發(fā)射和接收的相位差隨海洋深度深度的變化，測(cè)量聲速隨深度的分布情況

壓電式流量計(jì)壓電式加速度傳感器PVDF壓電電纜測(cè)速原理壓電式刀具切削測(cè)量

壓電測(cè)力傳感器的結(jié)構(gòu)通常為荷重墊圈式。如圖所示為YDS-781型壓電式單向傳感器結(jié)構(gòu)，它由底座、傳力上蓋、片式電極、石英晶片、絕緣件及電極引出插座等組成。當(dāng)外力作用時(shí)，上蓋將力傳遞到石英晶片，石英晶片實(shí)現(xiàn)力—電轉(zhuǎn)換，電信號(hào)由電極傳送到插座后輸出。

1-傳力上蓋；2-壓電片；3-片式電極；4-電極引出插頭；5-絕緣材料；6-底座YDS-781型壓電式單向力傳感器結(jié)構(gòu)壓電式傳感器結(jié)構(gòu)壓電測(cè)力傳感器

單片集成硅壓力傳感器采用單晶硅晶體制成，英文縮寫(xiě)為ISP（integratedsiliconpressure）。其內(nèi)部除傳感器單元外，還有信號(hào)放大、溫度補(bǔ)償和壓力修正電路。美國(guó)Motorola公司生產(chǎn)的單片集成硅壓力傳感器，有MPX2100、MPX4100A、MPX5100和MPX5700等型號(hào)。4.3單片集成硅壓力傳感器

MPX410