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压电加速度传感器的工艺结构

2021-08-27

  压电加速度传感器的传感元件为压电晶体。若沿压电晶体的极化方向施加一外力使其变形,则压电晶体内部发生极化,受力的两端面出现极性相反的电荷,若撤去外力,则压电晶体康复到初始状况,这便是正压电效应。若沿压电晶体的极化方向施加一电场,则压电晶体出现变形,若撤去电场,则压电晶体康复到初始状况,这便是逆压电效应。压电加速度传感器便是应用了压电晶体的正压电效应,将机械能转换为电能,从而完成对振荡加速度信号的测量。

  压电加速度传感器是基于压电晶体的压电效应工作的。某些晶体在必定方向上受力变形时,其内部会发生极化现象,同时在它的两个外表上发生符号相反的电荷;当外力去除后,又从头康复到不带电状况,这种现象称为“压电效应”,具有“压电效应”的晶体称为压电晶体。常用的压电晶体有石英、压电陶瓷等。

  常用的压电式加速度计的结构方式。S是弹簧,M是质量块,B是基座,P是压电元件,R是夹持环。地方设备紧缩型,压电元件—质量块—弹簧系统装在圆形中心支柱上,支柱与基座衔接。这种结构有高的共振频率。可是基座B与测验目标衔接时,假设基座B有变形则将直接影响拾振器输出。

  此外,测验目标和环境温度改变将影响压电元件,并使预紧力发生改变,易惹起温度漂移。图c为三角剪切形,压电元件由夹持环将其夹牢在三角形中心柱上。加速度计感受轴向振荡时,压电元件接受切应力。这种结构对底座变形和温度改变有极好的隔离效果,有较高的共振频率和良好的线性。图b为环形剪切型,结构简单,能做成极小型、高共振频率的加速度计,环形质量块粘到装在中心支柱上的环形压电元件上。