壓電式壓力傳感器的工作原理、特點及應用

壓電式壓力傳感器的原理主要是壓電效應，它是利用電氣元件和其他機械把待測的壓力轉換成為電量，再進行相關測量工作的測量精密儀器，比如很多壓力變送器和壓力傳感器。壓電傳感器不可以應用在靜態的測量當中，原因是受到外力作用后的電荷，當回路有無限大的輸入抗阻的時候，才可以得以保存下來。但是實際上并不是這樣的。因此壓電傳感器只可以應用在動態的測量當中。它主要的壓電材料是：磷酸二氫胺、酒石酸鉀鈉和石英。而石英呢，其實是一種天然的晶體，而壓電效應就是在此晶體的基礎上發現的。在規定的范圍里，壓電性質是不會消失，而是一直存在的。但是如果溫度在這個規定的范圍之外，壓電性質就會*地消失不見。

當應力發生變化的時候，電場的變化很小很小，其他的一些壓電晶體就會替代石英。酒石酸鉀鈉，它是具有很大的壓電系數和壓電靈敏度的，但是，它只可以使用在室內的濕度和溫度都比較低的地方。磷酸二氫胺是一種人造晶體，它可以在很高的濕度和很高的溫度的環境中使用，所以，它的應用是非常廣泛的。隨著技術的發展，壓電效應也已經在多晶體上得到應用了。例如：壓電陶瓷，鈮鎂酸壓電陶瓷、鈮酸鹽系壓電陶瓷和鈦酸鋇壓電陶瓷等等都包括在內。

壓電式壓力傳感器的有關特點有下面幾個。

以壓電效應為工作原理的傳感器，是機電轉換式和自發電式傳感器。它的敏感元件是用壓電的材料制作而成的，而當壓電材料受到外力作用的時候，它的表面會形成電荷，電荷會通過電荷放大器、測量電路的放大以及變換阻抗以后，就會被轉換成為與所受到的外力成正比關系的電量輸出。它是用來測量力以及可以轉換成為力的非電物理量，例如：加速度和壓力。它有很多優點：重量較輕、工作可靠、結構很簡單、信噪比很高、靈敏度很高以及信頻寬等等。但是它也存在著某些缺點：有部分電壓材料忌潮濕，因此需要采取一系列的防潮措施，而輸出電流的響應又比較差，那就要使用電荷放大器或者高輸入阻抗電路來彌補這個缺點，讓儀器更好地工作。

壓電式壓力傳感器的應用領域很廣泛：電聲學、生物醫學和工程力學等等。它能夠測量發動機里面的燃燒壓力，也能夠應用在軍事方面。它可以測量在膛中的槍炮子彈在擊發的那一刻，膛壓的改變量以及炮口所受到的沖擊波壓力。它能夠測量很小的壓力，也能夠測量大的壓力。由于它的使用壽命很長、重量較輕、體積較小、結構較簡單，因此它所涉及的領域遠遠不止這些。在對建筑物、橋、汽車和飛機等的沖擊和震動的測量，也是非常廣泛的。特別是在宇航和航空的領域里，它的地位是很特殊的。