资料介绍
通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。
1.1 背景压力传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。
早在1954年美国C.S.Smith首先确认了半导体压电效应,1955年C.Herring 指出:这种压电电阻效应是由于应力的作用,引起导体与价电子带能量状态的变化,以及载流子数量与迁移率变化所产生的一种现象。日本从 1970 年开始研究开发,首先应用在血压计上,之后在过程控制领域及轿车发动机控制部分都获得了广泛的应用。最近几年在家用电器、装配机器人等应用领域普遍采用电子压力传感器作为压力控制、压力监控和判断真空吸附的效果。图 1 电子压力传感器模型
1.2 设计目的图 2 是压力传感器在全自动洗衣机中的应用实例。如图所示,利用气室,将在不同水位情况下水压的变化,作为空气压力的变化检测出来,从而可以在设定的水位上自动停止向洗衣机注水。
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