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壓電效應

某些單晶材料的結構具有非對稱特性，當這些材料受到外加應力作用而產生應變時，其內部晶格結構的變化（形變）會破壞原來宏觀表現為電中性的狀態，產生極化電場（電極化），所產生的電場（電極化強度）與應變的大小成正比。這種現象稱為正壓電效應，它是由居里兄弟于1880年發現的。隨后，在1881年又進一步發現這類單晶材料還具有逆壓電效應，即具有正壓電效應的材料在受到外加電場作用時，會有應力和應變產生，其應變與外電場的大小成正比。所謂壓電效應是指某些電介質在受到某一方向的外力作用而發生形變（包括彎曲和伸縮形變）時，由于內部電荷的極化現象，會在其表面產生電荷的現象。

壓電效應是晶體結構的一個特性，它與晶體結構的非對稱性有關，而壓電效應的大小及性質則與施加的應力或電場對晶體結晶軸的相對方向有關。

具有壓電效應的單晶材料種類很多，常用的如天然石英（SiO2）晶體，以及人工單晶材料如硫酸鋰（Li2SO4）、鈮酸鋰（LiNbO3）等等。

電致伸縮效應

某些多晶材料中存在有自發形成的分子集團，即所謂“電疇”，它具有一定的極化，并且沿極化方向的長度往往與其他方向的長度不同。當有外加電場作用時，電疇會發生轉動，使其極化方向與外加電場方向趨于一致，從而使該材料沿外加電場方向的長度將發生變化，表現為彈性應變。這種現象稱為電致伸縮效應。像拾音器、傳聲器、耳機、蜂鳴器、超聲波探深儀、聲納、材料的超聲波探傷儀等都可以用壓電陶瓷做聲音轉換器。

電致伸縮效應也有逆效應，即具有電致伸縮效應的多晶材料在經受外加應力產生應變時，其總的極化強度將會發生變化，即表現為電極化（產生電場）。

因此，電致伸縮效應可以說與電極化現象有關（自極化）。

傳感器的接線一向是客戶采購過程咨詢得多的問題之一，很多客戶都不知道傳感器如何連線，其實各種傳感器的接線方式基本都是一樣的，壓力傳感器一般有兩線制、三線制、四線制，有的還有五線制的。

壓力傳感器兩線制比較簡單，一般客戶都知道怎么接線，一根線連接電源正極，另一個線也就是信號線經過儀器連接到電源負極，這種是簡單的，壓力傳感器三線制是在兩線制基礎上加了一個線，這根線直接連接到電源的負極，較兩線制麻煩一點。四線制壓力傳感器肯定是兩個電源輸入端，另外兩個是信號輸出端。四線制的多半是電壓輸出而不是4~20mA輸出，4~20mA的叫壓力變送器，多數做成兩線制的。壓力傳感器的信號輸出有些是沒有經過放大的，滿量程輸出只有幾十毫伏，而有些壓力傳感器在內部有放大電路，滿量程輸出為0~2V。至于怎么接到顯示儀表，要看儀表的量程是多大，如果有和輸出信號相適應的檔位，就可以直接測量，否則要加信號調整電路。五線制壓力傳感器與四線制相差不大，市面上五線制的傳感器也比較少。這種護目鏡結構簡單，只有幾十克重，安裝在防核護目頭盔上攜帶十分方便。

壓力傳感器在安全控制系統中經常應用，主要針對的領域是空壓機自身的安全管理系統。在安全控制領域有很多傳感器應用，壓力傳感器作為一種非常常見的傳感器，在安全控制系統中應用也不足為奇。

在安全控制領域應用一般從性能方面來考慮，從價格上的考慮，還有從實際操作的安全性方便性來考慮，實際證明選擇壓力傳感器的效果非常好。壓力傳感器利用機械設備的加工技術將一些元件以及信號調節器等裝置安裝在一塊很小的芯片上面。所以體積小也是它的優點之一，除此之外，價格便宜也是它的另一大優點。在一定程度上它能夠提高系統測試的準確度。在安全控制系統中，通過在出氣口的管道設備中安裝壓力傳感器來在一定程度上控制壓縮機帶來的壓力，這算是一定的保護措施，也是非常有效的控制系統。當壓縮機正常啟動后，如果壓力值未達到上限，那么控制器就會打開進氣口通過調整來使得設備達到大功率。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩定性要求更嚴格，要能夠經受住長時間的考驗。

壓力傳感器的種類繁多，其性能也有較大的差異，如何選擇較為適用的傳感器，做到經濟、合理的使用。1. 額定壓力范圍額定壓力范圍是滿足標準規定值的壓力范圍。傳感器輸出符合規定工作特性的壓力范圍。在實際應用時傳感器所測壓力在該范圍之內。2. 大壓力范圍是指傳感器能長時間承受的大壓力，且不引起輸出特性性改變。特別是半導體壓力傳感器，為提高線性和溫度特性，一般都大幅度減小額定壓力范圍。因此，即使在額定壓力以上連續使用也不會被損壞。一般大壓力是額定壓力高值的2－3倍。3. 損壞壓力損壞壓力是指能夠加在傳感器上且不使傳感器元件或傳感器外殼損壞的大壓力。4. 線性度線性度是指在工作壓力范圍內，傳感器輸出與壓力之間直線關系的偏離。5.壓力遲滯為在室溫下及工作壓力范圍內，從小工作壓力和大工作壓力趨近某一壓力時，傳感器輸出之差。6.溫度范圍壓力傳感器的溫度范圍分為補償溫度范圍和工作溫度范圍。補償溫度范圍是由于施加了溫度補償，精度進入額定范圍內的溫度范圍。工作溫度范圍是保證壓力傳感器能正常工作的溫度范圍。壓電效應是某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。