压电式传感器在日常生活中的应用
【摘 要】本文介绍了压电式传感器工作原理,以及压电式传感器在日常生活中的典型应用。
【关键词】压电式传感器;打火机;汽车;燃气灶
1引言
汽车生活压电式传感器拥有结构简单、体积小、重量轻、使用时间长等优异的特点。它在工业、农业、医疗、军事、航空领域广泛应用,在宇航领域中也有特别多的使用。它在人们的日常生活中也被广泛的应用,例如打火机、汽车、燃气灶等。
2压电式传感器工作原理
压电式传感器的工作原理是以某些物质的压电效应为基础。对这些物质沿其某一方向施加压力或拉力时会产生变形,由于内部电荷的极化现象,此时这种材料的两个表面将产生符号相反的电荷。将外力去掉后,它又重新回到不带电状态,这种现象被称为压电效应。把这种机械能转变为电能的现象称为“正压电效应”。反之,在某些物质的极化方向上施加电场,它会
产生机械变形,当去掉外加电场后,该物质的变形随之消失,把这种电能转变为机械能的现象,称为“逆压电效应”。它能实现机-电能量的相互转换。
3 压电式传感器日常生活中应用
3.1 压电式打火机
压电式打火机中有一种压电陶瓷——它是人造多晶体,它的压电机理与石英晶体并不相同。压电陶瓷材料内的晶粒有许多自发极化的电畴(具有自发极化的晶体中存在一些自发极化取向一致的微小区域称电畴)。在极化处理以前,各晶粒内电畴任意方向排列,自发极化的作用相互抵消,陶瓷内极化强度为零。通过在陶瓷上施加外电场极化,电畴自发极化方向转到与外加电场方向一致。当极化后,各电畴的自发极化在一定程度上还是取向原外加电场方向,陶瓷极化强度也并不恢复到零。
压电陶瓷一旦被压缩,其厚度变化,则两边束缚电荷距离发生变化,其极化电荷减少,与表面的正负离子中和程度降低,使降落在陶瓷表面的正负电荷增多。这些电荷可通过尖端放电产生电火花,所以只要用手指压一下打火按钮,打火机上的压电陶瓷就能产生高电压,
形成电火花而点燃煤气,可以长久使用。压电打火机于老式由火石和砂轮组成的打火机相比,不仅使用方便,安全可靠,使用长,例如一种钛铅酸铅压电陶瓷制成的打火机可使用100万次以上。
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