陶瓷传感器是选用陶瓷材料的传感器。具有下述性质：

通过控制它的成分和烧结条件等手段，陶瓷的微观结构比较容易调节。微观结构对陶瓷的所有特性都有重大影响，包括它们的电学、磁性、光学、热学和机械性能。

由于陶瓷材料的耐高温和抗恶劣环境影响能力很强，所以常常将它们用于高温环境下的处理过程。

陶瓷主要是由价格便宜的材料制备而成的，这就是说用它生产的传感器价格也将比较低廉。

陶瓷的结构特性是和下列因素密切相关的：晶粒（块体），分隔相邻晶粒的表面（晶粒间界），分隔晶粒表面和空间的界面，以及结构中的孔隙。由于这些各不相同的特性，既可利用陶瓷块体，也可利用陶瓷表面的性质来制造传感器。

已用于传感器制备的陶瓷材料有以下几类：

1）基于利用其晶粒物理特性的材料；

2）基于利用其晶粒间界性质的材料；

3）基于利用其表面特性的陶瓷材料。

陶瓷有绝缘性、磁性、介电性、导电性（半导电性）等多种电磁性能。

陶瓷传感器材料与金属传感器材料相比，其主要特点是弹性性能高、滞后小，在小位移时其耐疲劳性、长期稳定性及耐腐蚀性均较好。陶瓷在破碎以前，其应力一应变关系始终保持线性，最适于制作高温工作下的弹性元件。同时，陶瓷材料价格低廉，因此，在传感器材料中陶瓷材料受到高度重视。

陶瓷传感器材料可分为两类：检测能量的物理传感器材料和识别化学物质及其含量的化学传感器材料。前者敏感光、热、压力和声等能量，可构成热、位置、速度、红外等传感器；后者接受化学物质而产生能量变化，可构成气敏等传感器。传感器用陶瓷材料的种类较多，但大都是氧化物陶瓷。

作为敏感材料的陶瓷与瓷器、玻璃、砖瓦水泥等传统陶瓷不同，它是一类由高纯度原料微粒掺合并经精密烧结而成，对外界条件变化特别敏感的材料。陶瓷敏感材料又称做电子陶瓷，不仅具有对磁性、温度、压力和光强变化敏感的特性，还具有经济、耐腐蚀、硬度高、易成型以及高温性能稳定等优点，电子陶瓷包括压电陶瓷、热释电陶瓷、半导体陶瓷等。

陶瓷传感器压电陶瓷

压电材料有单晶和多晶两种，前者以石英晶体为代表，其特点是温度稳定性和老化性能好，且Q值极高，后者以锆钛酸铅压电陶瓷为代表，其特点是容易制作，性能可调，便于批量生产。压电陶瓷是多晶体。

压电陶瓷材料已广泛用于力敏、声敏、热敏、光敏、湿敏和气敏等传感器。

陶瓷传感器热释电陶瓷

一些陶瓷材料在红外线照射下具有明显的热释电效应。用这类材料可以制成红外线敏感器件。热释电陶瓷红外线敏感器件的特点有：①非接触检测、灵敏度高、检测温度范围宽（一80～1500℃）；②能在常温下工作；③响应快。

热释电材料种类繁多，但当今实用化的材料还仅是

压电陶瓷传感器的主要工作原理是正压电效应，由于经过外力作用后，产生的电荷只能在回路具有无限大的输入阻抗时才能保存，而实际上不会有这种情况存在，所以压电陶瓷传感器只能用于测量、感知动态或准静态的应力。主要用于加速度、压力和振动等各种物理量及其变化的测量。压电陶瓷传感器已成为各种控制系统和检测仪表的关键部件而得到广泛应用。

压电陶瓷加速度传感器是一种常用的加速度计，它具有体积小、结构简单、重量轻、使用寿命长等优点，在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中普遍使用，特别是航空和宇航领域，压电陶瓷加速度传感器更具有其独特的地位。

压电陶瓷传感器在汽车发动机内部燃烧压力、真空度以及点火角不匹配引起的爆震测量方面发挥着重要作用。在军事工业中，压电陶瓷传感器被用于测量枪膛在子弹射出的瞬间膛压的变化和炮口冲击波压力，既可测量大压力，也可测量微小压力。

压电陶瓷传感器结构及工作原理

压电陶瓷爆震传感器结构如图1-1所示，它由振动体、绝缘垫圈、电极片、压电陶瓷、压块、配重块、放松螺母、绝缘套等组成，它是利用压电陶瓷体的压电效应而工作的。其工作理是：当发动机的气缸发生振动时，通过振动体压电陶瓷体感受振动，产生可变电荷，电荷与发动机气缸发生的振动强度成正比，由此产生的电压经屏蔽线进入发动机电控单元（ECU）,ECU检测出5kHz左右的振动电压，根据电压的大小判断爆震强度，及时给出反馈信号修正点火提前角，消除爆震，使发动机在接近爆震、热效率最高、染料消耗量少的点火时刻工作，实现无爆震工作状态，保证发动机最高效和最经济地运转。它是发动机电子控制系统中必不可少的重要部件。

其中，1为振动体；2为绝缘垫圈；3为电极片；4为压电陶瓷体；5为压块；6为配重块；7为防松螺母；8为绝缘套。

压电陶瓷传感器电性能

1、 工作温度：-40℃~130℃；

2、 温度敏感性：-0.06mV/g℃；

3、 灵敏性（RMS）:在5kHz时为（26

4、 线性度：在3kHz~15kHz时为5kHz时的

5、 电容：0.9nF~1.5nF。