压式测力传感器 什么是压电压力波（PWP）传感器？看完就懂了

什么是压电压力波（PWP）传感器？看完就懂了

压电材料作为感知电力设备放电、振动等信号的关键材料，在电力设备振动监测、放电检测、探伤、温度测量、电压传感等领域得到广泛应用。

压电材料在压电传感器件中的应用多种多样，其核心在于机械能和电能的相互转换：压电材料受机械振动（压电振动传感器）、声波传导（压电声传感器）等机械外力作用时晶格形变，引起极化状态的变化，输出传感电信号，或通过对压电材料受电场作用产生的形变进行测量来反映电场大小（压电电压传感器）。

声波信号可较好地实现与电信号的耦合与相互转换。根据声波激励、传播和耦合方式的不同，压电声传感器可分为压电超声传感器、声表面波传感器、电声脉冲传感器、压力波传感器等。

除压电电声脉冲传感器外，压电压力波（Pressure Wave Propagation, PWP）传感器同样被广泛用于固体介质空间电荷测量。

不同压电压力波传感器产生压力波的方式略有不同，如利用薄压电陶瓷片产生压力脉冲即压电感应压力波传播法（PIPWP）、利用PVDF压电薄膜产生压力脉冲（压电压力波传播法（Piezo-PWP））等，但测量原理基本相同：产生压力波在介质中传播引起介质产生形变，导致介质内部局部电场的微小变化，从而在外电路上感应出对应的电压或者电流信号，由此反映绝缘介质内部的空间电荷分布情况。常见压电压力波传感器测试装置如图1所示。

压力波阶跃上升沿宽度或脉冲宽度应尽可能窄（远小于介质厚度），以提高压电压力波传感器分辨率和灵敏度。郑飞虎等研究发现，压电薄膜厚度、电脉冲下降沿宽度、背衬层材料及声传播介质等因素都会对压力波脉冲波形和脉冲宽度产生影响，实际测试时选用25μm压电薄膜产生脉宽约50ns的单极性压力波声脉冲。

图1 压电压力波传感器测试装置

目前压电压力波传感器的理论模型与测量技术已经基本明晰，在工业界已开始推广应用。如S.Holé等将压电压力波传感器用于欧洲BESTPATHS项目中高压超导直流电缆绝缘测试，在极低温度下对液氮/纸复合绝缘空间电荷分布进行了测量，其测试装置如图2所示。

图2 压电压力波传感器测试装置

本文编自2021年第7期《电工技术学报》，论文标题为“压电材料与器件在电气工程领域的应用”，作者为姚睿丰、王妍 等。

什么是测力传感器？有哪些类型呢？

测力传感器在这个新时代使用的非常广泛，目前工业区使用的非常多，我们要想使用好测力传感器就必须对测力传感器的定义及测力传感器作用要有一定的了解，那么，测力传感器是什么呢？有哪些类型呢？跟着小编一起来了解了解吧！

测力传感器的种类很多，依据不同的物理效应和检测原理可分为电阻应变式、压磁式、压电式传感器等。

1. 应变式力传感器

在所有力传感器中，应变式力传感器应用最为广泛，它能应用于从极小到很大的动、静态力的测量，且测量精度高，其使用量约占传感器总量的90%。应变式力传感器的工作原理与应变式压力传感器基本相同，它也是由弹性敏感元件和贴在其上的应变片组成，应变式力传感器首先把被测力转变成弹性元件的应变，再利用电阻应变效应测出应变，从而阅读出力的大小。

2. 压磁式力传感器

当铁磁材料在受到外力的拉、压作用而在内部产生力时，其导磁率会随应力的大小和方向而变化；收拉力时，沿力作用方向的导磁率增大，而在垂直作用力的方向上略有减小；受压力作用作用时导磁率的变化正好相反，这种物理现象就是铁磁材料的压磁效应，这种效应可用于力的测量。

3. 压电式传感器

压电式传感器可以对各种动态力、机械冲击和振动进行测量，在声学、医学、力学、导航方面都得到广泛的应用。它具有体积小、质量轻、频响高、信噪比大等特点。

测力传感器按照外形分还可以分为板式称重传感器、S形传感器、悬臂梁式称重传感器、箱式传感器、轮辐式传感器等。测力传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之广泛的领域。

深圳市瑞年科技有限公司专注于力学测量和设计，并为客户提供精密的力学传感器产品。公司拥有自己的生产基地，具有从CNC紧密加工，应变计生产，超声波清洗、超净室贴片、温度自动补偿与检测、高低温环境实验、24小时老化试验，全自动性能测试等传感器生产检测实验设备和制作工艺。 测力传感器是公司的主营产品之一，种类多，质量优良。

相关问答

[最佳回答]弹簧测力计和数字测力计还有通过压力传感器测力的元件如:1.电阻应变式传感器传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,...

压力传感器和电压传感器的区别:1.工作原理不同压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应而构成。压电式压力传感器大多是利用正压电效应制成的。2.侧重点不...

[最佳回答]进气压力传感器损坏的症状有:1、发动机电脑喷油功能会异常,混合气过浓或过稀,发动机怠速不正常或加速性差,发动机运转时进气管回火或排气管冒黑烟;...

[最佳回答]1、当进气歧管压力传感器本身或线路不良时会产生的故障主要有:发动机无法启动、发动机加速不顺、发动机怠速不稳、发动机间歇性熄火。2、进气压力传...

[最佳回答]压力变化1MPa,电压变化1V,例如,电压0-10V对应压力0-10MPa.

灵敏度是应变式压力传感器非常最重要的一个参数,灵敏度是压力传感器的输出信号系数,单位为mV/V,常见的有1mV/V,2mV/V,压力传感器的满量程输出=工作电压*灵敏...

当然是用量程0~0.3MPa的传感器采集数据结果更准确。传感器的误差范围是折合到满量程计算的,1MPa量程精度0.5%的传感器,最大误差为1MPa×0.5%=0.5kPa,而0.3MPa...

[回答]因此,曲轴箱通风装置一方面用于将此类气体重新通入燃烧装置,另一方面负责控制曲轴箱内的负压。出于法律规定,必须监控曲轴箱通风装置是否泄漏。因此...

传感器输出信号不能随进气管真空度的变化而变化;3、传感器输出信号的电压过大或过小,其值偏离止常范围;4、进气管之间的...1、传感器内部线路断路或短路;2...

压力传感器的安装方法通常是根据具体设备的设计和要求来进行安装的。下面是一般常见的安装步骤:1.确定传感器的安装位置和方向。通常,传感器要安装在需要测量...