元件-壓電式傳感器(石英晶體)-[韋克威]
選用合適的壓電材料是設(shè)計高性能傳感器的關(guān)鍵。一般應(yīng)考慮以下幾個方面:
(1)轉(zhuǎn)換性能:具有較高的耦合系數(shù)或具有較大的壓電常數(shù)。
(2) 機(jī)械性能:壓電元件作為受力元件,希望它的機(jī)械強(qiáng)度高、機(jī)械剛度大,以期獲得寬的線性范圍和高的固有振動頻率。
(3)電性能:希望具有高的電阻率和大的介電常數(shù),以期望減弱外部分布電容的影響并獲得良好的低頻特性。
(4)溫度和濕度穩(wěn)定性要好:具有較高的居里點,以期望得到寬的工作溫度范圍。
(5) 時間穩(wěn)定性:壓電特性不隨時間蛻變。
從上述幾方面來看,石英是較好的壓電材料。除了其壓電常數(shù)不大外,其他特性都有著顯著的優(yōu)越性,石英的居里點為573° C;在20~200 °C范圍內(nèi),壓電常數(shù)的溫度系數(shù)在10-6/C數(shù)量級;彈性系數(shù)較大;機(jī)械強(qiáng)度較高,若研磨質(zhì)量好時,可以承受700 ~ 1 000 kg/cm2的壓力,在沖擊力作用下漂移也較小。鑒于以上特性,石英晶體元件主要用來測量大量值的力和加速度或作為標(biāo)準(zhǔn)傳感器使用。