压电陶瓷传感器实质上是一个电荷发生器,它利用锆钛酸铅固溶体的压电效应,将机械能转换成电能。当压电传感器中的压电陶瓷承受被测机械应力的作用时,在它的两个极面上出现极性相反但电量相等的电荷,我们可以把压电传感器看成一个静电发生器[图1-2(a)],也可以把它视为两极板上聚集异性电荷,中间为绝缘体的电容器[图1-2(b)]。因此,压电传感器可以等效地看做一个电压源U和一个电容器C的串联电路[图1-2(c)]。
压电陶瓷压力传感器的工作原理:让传感器的工作端面感受(冲击)压力,传感器产生电荷(或电压),测试系统对这一电荷(或电压)进行放大,然后转换成压力、加速度、机械冲击和振动等物理量。
压电陶瓷压力传感器具有体积小、频率响应快、无须外加电源、不发热、无噪声、灵敏度高等特点。其结构如图1-3所示。
其中,1为闪电极芯;2为外壳;3为金膜;4为陶瓷体;5为绝缘层。
图1-4所示为新近研制的HTYY320B型压电陶瓷冲击波传感器。
1、 产品主性能指标
(1) 外形尺寸(mm):1.5*20;
(2) 工作温度:-20℃~ 120℃;
(3) 响应时间:<0.1ms;
(4) 测量范围:5bar~2kbar;
(5) 压电陶瓷压力传感器的照片(图1-4所示)。
2、 响应测试
图1-5为HTYY320B型(压电陶瓷压力)传感器在5MPa时的响应输出曲线。