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meterial材料 charge sensitivity充电灵敏度 dielectric constant介电常数 Young's modulus杨氏模量 natural 天然 piezoelectric ceramic压电陶瓷 quartz tourmaline石英电气石 lead zirconate-titanate锆钛酸铅 lead metaniobate偏铌酸铅
表8.3列出了常用的压电材料的相关性质。 诸如石英和电气石等材料的晶体在适当切割时自然是压电的，但是具有低灵敏度（d系数）。 作为传感元件，现在优选具有较高d系数的压电陶瓷，例如锆钛酸铅 - 钛酸铅。 这些是具有铁电性能的人造陶瓷; 即，如果施加电场，然后去除，则该材料保留一些残余极化并因此变成压电的。
压电元件通常用于测量加速度和振动。 这里压电晶体与地震质量m一起使用。 如果加速度计套管被给予加速度a，则产生作用在地震质量和压电晶体上的产生的惯性力F = ma。 这导致晶体获取电荷q = dF，其中d库仑 是对力的晶体电荷敏感性。 压电增压器的稳态电荷敏感度为：
通常电荷灵敏度用库仑 表示，其中 dm，即
如果加速度计与具有反馈电容 的电荷放大器一起使用，则相应的稳态系统电压灵敏度为：
具有和不具有电荷放大器的压电加速度计的动态和频率响应特性如本节前面所述。
图8.16（a）示出了压缩模式加速度计，其中晶体盘夹在地震质量块和加速度计套管之间。 整体结合在一起，在晶体上产生大的静态预载压缩力。 取决于方向，要测量的加速度导致晶体上的压缩力大于或小于静态预载值。 图8.16（b）显示了剪切型加速度计; 这里将截锥形管的形状的压电元件夹在锥形中心柱和外部地震块之间。 要测量的加速度导致压电元件中的相应剪切力。 这种类型的通用剪切模式加速度计的电荷敏感度为25pCg，电容 为1600pF，固有频率 为27kHz，重量为18g。来!自~751论-文|网www.751com.cn
考虑一个身体，例如 机器的一部分，例如泵或压缩机的壳体，其以频率fHz执行位移振幅 的正弦振动，即
displacement位移 velocity速度 acceleration加速度
在监测机器振动时，重要的是分别测量位移，速度和加速度的振幅z中的至少一个。 特别是在机器具有一定的谐振频率的情况下; 这里的幅度可能会很大。 可以使用位移传感器，区分输入一次以获得速度信息，并且两次获得加速度信息。 然而，这些应用的传感器通常灵敏度不足，频率响应不足或质量过大; 此外，分化的操作放大了不需要的高频噪声。 更好的解决方案是使用压电加速度计，其具有足够的灵敏度，足够的频率响应和低质量，加速度计可以针对速度信息被集成一次，并且两次用于位移信息。 整合的倾向倾向于衰减高频噪声。
8.8多阻抗感测元件
在8.1节中，压阻效应被确定为具有所施加的机械应变e的材料的电阻率p的变化，并且由应变计的规格因子的方程式中的项 表示。 我们看到掺杂有少量N型或P型材料的硅衬垫显示出很大的压阻效应，并用于制造具有高规格因素的应变计。 制造隔膜压力传感器的传统方法是将金属箔应变计粘合到金属隔膜的平坦表面上。
在压阻式压力传感器中，锂离子元件是一个平的硅膜片。 通过将掺杂材料引入硅的区域中制造的四个压阻应变元件来感测隔膜的变形，其中应变最大。
引入掺杂材料的一种方法在高温下是不同的; 所得到的四个应变计以正常的方式连接到偏转桥电路中。 这种类型的典型传感器具有0至100kPa的输入范围，约3mV / kPa的灵敏度（对于10V桥式电源电压），100kHz的固有频率和 的组合非线性和滞后。