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壓電式傳感器是一種利用壓電性測量壓力或應變的裝置，壓電材料在變形時會產生電流，因此壓電傳感器可以將壓力、沖擊、加速度或振動施加在其上的力轉換成強度成比例的電信號在力的強度方面。有許多天然存在的材料可以證明這種效果，最顯著的是石英和電氣石。壓電材料也可以在工業上合成。合成壓電材料可以是類似于天然晶體的單晶材料，但具有更高的性能，例如磷酸鎵晶體；壓電陶瓷材料，如鋯鈦酸鉛（PZT），可通過燒結或在熔爐中加熱粉末成分來廉價制造；聚合物，如聚偏二氟乙烯（PVDF），可制成薄而柔軟的薄膜。對產生的電信號起作用壓電式傳感器在第一次施力后迅速下降。這意味著它們不適合測量靜態力；但是，它們在測量非常短時間內的力方面非常出色，例如沖擊力。單晶和壓電陶瓷傳感器非常堅硬，具有非常高的固有頻率。傳感器的固有頻率限制了其使用，當被測振動的頻率接近傳感器的頻率時，會產生測量誤差。然而，壓電傳感器的高固有頻率使其能夠準確地測量非常高的頻率，這意味著它可以用來檢測由材料缺陷和組件。單晶和壓電陶瓷傳感器的高剛性意味著它們通常與制造工具和機器的材料（如鋼）具有相似的物理特性。因此，傳感器可以作為其結構的一部分并入工具和機械中，這種壓電式傳感器也非常堅固，能夠處理強烈的沖擊力，在高溫下有效工作，在許多工業應用中用于測量材料上的壓力和應變。它們也可以用于測量加速度-當物體加速時，它向相反方向施加一個可以用傳感器測量的力。壓電傳感器還有很多其他應用。一個常見的應用是麥克風，在麥克風中，聲波施加的力被轉換成電信號，并被記錄或放大。靈活，像PVDF這樣的輕量化壓電材料可以用于觸摸屏和觸摸板，在科學研究中也有應用。例如，微型傳感器可以連接到小動物甚至昆蟲上，以監測它們的活動和行為。

發表于 2020-09-17 11:16
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分類：文化藝術

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