什么是壓電壓力傳感器？
壓電壓力傳感器還可以根據(jù)是否測量晶體的靜電荷，其電阻率或諧振頻率靜電荷來分類。根據(jù)所使用的現(xiàn)象，晶體傳感器可以稱為靜電，壓阻或諧振。
當(dāng)對石英晶體施加壓力，力或加速度時，會在晶體上產(chǎn)生與所施加的力成比例的電荷（圖3-8）。這些晶體傳感器與諸如應(yīng)變儀之類的靜力裝置之間的根本區(qū)別在于，晶體產(chǎn)生的電信號會迅速衰減。此特性使這些傳感器不適用于靜態(tài)力或壓力的測量，但對于動態(tài)測量很有用。
簡短圖片說明
當(dāng)對晶體施加壓力時，它會發(fā)生彈性變形。這種變形導(dǎo)致電荷流動（持續(xù)幾秒鐘）?？梢詼y量得到的電信號，作為施加到晶體的壓力的指示。這些傳感器無法檢測靜壓力，但用于測量爆炸，爆炸，壓力脈動（在火箭發(fā)動機，發(fā)動機，壓縮機中）或其他沖擊或振動導(dǎo)致的快速變化的壓力。這些堅固的傳感器中的一些可以檢測到具有“上升時間”的壓力事件，其上升時間約為百萬分之一秒，本章稍后將對此進(jìn)行詳細(xì)介紹。
這種動態(tài)壓力傳感器的輸出通常以“相對”壓力單位（例如psir而不是psig）表示，從而使測量結(jié)果與晶體的初始狀態(tài)有關(guān)。這種傳感器的范圍是5,000或10,000psir。壓電傳感器的理想功能包括堅固的結(jié)構(gòu)，小尺寸，高速和自生信號。另一方面，它們對溫度變化敏感，需要特殊的電纜連接和放大。
它們在安裝過程中也需要特別注意：其中一個考慮因素是它們的安裝扭矩應(yīng)與校準(zhǔn)時的扭矩相同（通常為30in.-lbs）?？赡芡ㄟ^降低響應(yīng)速度而損害其性能的另一個因素是空腔下方的空空腔深度?？涨辉酱?，響應(yīng)越慢。因此，建議將腔體的深度，并且不要深于探頭的直徑（通常約為0.25英寸）。
靜電壓力傳感器體積小且堅固。施加在晶體上的力可以沿縱向或橫向施加，在任何一種情況下，都會產(chǎn)生與施加的力成比例的高電壓輸出。當(dāng)無法為傳感器供電或無法為傳感器供電時，晶體的自生電壓信號非常有用。這些壓電傳感器還提供高速響應(yīng)（峰值為100kHz時為30kHz），這使其非常適合測量瞬態(tài)現(xiàn)象。圖3-9顯示了一個加速度補償壓力傳感器。在這種設(shè)計中，通過添加地震質(zhì)量和單獨的反極性“補償晶體”來提供補償。這些組件按比例縮放以精確消除質(zhì)量塊（端部件和膜片）的慣性作用，這些質(zhì)量塊在加速時會作用在壓力感應(yīng)晶體疊層上。
由于石英是一種常見的自然存在的礦物，因此這些壓電換能器通常不昂貴。電氣石是天然存在的石英的半貴重形式，具有亞微秒的響應(yīng)能力，可用于測量非?？焖俚乃矐B(tài)。通過正確選擇晶體，設(shè)計人員可以確保良好的線性度和降低的溫度敏感性。
壓電傳感器應(yīng)用
簡短描述盡管壓電傳感器無法測量靜壓，但它們被廣泛用于評估與爆炸，脈動或動態(tài)壓力條件相關(guān)的動壓現(xiàn)象，這些動力發(fā)生在電動機，火箭發(fā)動機，壓縮機和其他承受快速變化的加壓設(shè)備中。他們可以檢測到0.1至10,000psig（0.7KPa至70MPa）之間的壓力。典型精度為1％滿量程，每1000℃溫度影響額外增加1％滿量程。
壓阻式壓力傳感器基于硅在應(yīng)力下的電阻率依賴性而工作。類似于應(yīng)變儀，壓阻傳感器由一個膜片組成，其上結(jié)合了四對硅電阻器。與應(yīng)變計傳感器的結(jié)構(gòu)不同，此處的隔膜本身由硅制成，電阻器在制造過程中擴散到硅中。通過將隔膜粘合到未處理的硅晶圓上來完成隔膜。
如果要使用傳感器測量絕對壓力，則在真空下執(zhí)行粘合過程。如果要參考壓力傳感器
