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傳感器的種類選擇

壓電式- 原理和特點
壓電式傳感器是利用彈簧質(zhì)量系統(tǒng)原理。敏感芯體質(zhì)量受振動加速度作用后產(chǎn)生一個與加速度成正比的力，壓電材料受此力作用后沿其表面形成與這一力成正比的電荷信號。壓電式加速度傳感器具有動態(tài)范圍大、頻率范圍寬、堅固耐用、受外界干擾小以及壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號不需要任何外界電源等特點，是被使用的振動測量傳感器。雖然壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，商業(yè)化使用歷史也很長，但因其性能指標(biāo)與材料特性、設(shè)計和加工工藝密切相關(guān)，因此在市場上銷售的同類傳感器性能的實際參數(shù)以及其穩(wěn)定性和*性差別非常大。與壓阻和電容式相比，其zui大的缺點是壓電式加速度傳感器不能測量零頻率的信號。

壓阻式
應(yīng)變壓阻式加速度傳感器的敏感芯體為半導(dǎo)體材料制成電阻測量電橋，其結(jié)構(gòu)動態(tài)模型仍然是彈簧質(zhì)量系統(tǒng)?，F(xiàn)代微加工制造技術(shù)的發(fā)展使壓阻形式敏感芯體的設(shè)計具有很大的靈活性以適合各種不同的測量要求。在靈敏度和量程方面，從低靈敏度高量程的沖擊測量，到直流高靈敏度的低頻測量都有壓阻形式的加速度傳感器。同時壓阻式加速度傳感器測量頻率范圍也可從直流信號到具有剛度高，測量頻率范圍到幾十千赫茲的高頻測量。超小型化的設(shè)計也是壓阻式傳感器的一個亮點。需要指出的是盡管壓阻敏感芯體的設(shè)計和應(yīng)用具有很大靈活性，但對某個特定設(shè)計的壓阻式芯體而言其使用范圍一般要小于壓電型傳感器。壓阻式加速度傳感器的另一缺點是受溫度的影響較大，實用的傳感器一般都需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。在價格方面，大批量使用的壓阻式傳感器成本價具有很大的市場競爭力，但對特殊使用的敏感芯體制造成本將遠(yuǎn)高于壓電型加速度傳感器。

電容式
電容型加速度傳感器的結(jié)構(gòu)形式一般也采用彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。當(dāng)質(zhì)量受加速度作用運(yùn)動而改變質(zhì)量塊與固定電極之間的間隙進(jìn)而使電容值變化。電容式加速度計與其它類型的加速度傳感器相比具有靈敏度高、零頻響應(yīng)、環(huán)境適應(yīng)性好等特點，尤其是受溫度的影響比較??；但不足之處表現(xiàn)在信號的輸入與輸出為非線性，量程有限，受電纜的電容影響，以及電容傳感器本身是高阻抗信號源，因此電容傳感器的輸出信號往往需通過后繼電路給于改善。在實際應(yīng)用中電容式加速度傳感器較多地用于低頻測量，其通用性不如壓電式加速度傳感器，且成本也比壓電式加速度傳感器高得多。

壓電壓力傳感器原理與應(yīng)用

壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英

（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，

壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質(zhì)*消失（這個高溫就是所謂的

“居里點”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小（也就說壓電系數(shù)比較低），所以石英逐

漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能

在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)

高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT 、

鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因為經(jīng)過外力

作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，

所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力。

壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用

的加速度計。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓電式加速度

傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別

是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒壓力

的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮在膛中擊發(fā)的一瞬

間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的

壓力。

壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感

器制成的，因為測量動態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛

PW15AHC3/10KG，PW15AHC3/15KG，PW15AHC3/20KG，PW15AHC3/30KG，PW15AHC3/50KG，PW15AHC3/75KG，PW15AHC3/100KG，PW15AHC3/150KG

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PW16C3-30Kg，PW16C3-50Kg，PW16C3-75Kg，PW16C3-100Kg，PW16C3-150Kg，PW16C3-200Kg，PW16C3-250Kg，PW16C3-300Kg，PW16C3-500Kg，PW16C3-660KG 

PW4MC3-0.3Kg，PW4MC3-0.5Kg，PW4MC3-2Kg，PW4MC3-3Kg，PW4MC3-5Kg

PW6KD1/3KG，PW6KD1/5KG，PW6KD1/6KG，PW6KD1/7.5KG，PW6KD1/10KG，PW6KD1/15KG，PW6KD1/20KG，PW6KD1/25KG，PW6KD1/30KG，PW6KD1/40KG   

PW6KC3/3KG，PW6KC3/5KG，PW6KC3/6KG，PW6KC3/7.5KG，PW6KC3/10KG，PW6KC3/15KG，PW6KC3/20KG，PW6KC3/25KG，PW6KC3/30KG，PW6KC3/40KG 

PW6KC4/3KG，PW6KC4/5KG，PW6KC4/6KG，PW6KC4/7.5KG，PW6KC4/10KG，PW6KC4/15KG，PW6KC4/20KG，PW6KC4/25KG，PW6KC4/30KG，PW6KC4/40KG   

PW6KC5/3KG，PW6KC5/5KG，PW6KC5/6KG，PW6KC5/7.5KG，PW6KC5/10KG，PW6KC5/15KG，PW6KC5/20KG，PW6KC5/25KG，PW6KC5/30KG，PW6KC5/40KG   

機(jī)械工程的數(shù)字化

機(jī)械工程與信息技術(shù)的*結(jié)合，使這古老的學(xué)科煥發(fā)出新的生命力，這是當(dāng)前機(jī)械工程發(fā)展的一個zui為顯著的特點) 系統(tǒng)建模!仿真，計算機(jī)輔助設(shè)計!優(yōu)化!制造，計算機(jī)控制等，仍然是其中的熱點問題。不僅如此，數(shù)字化技術(shù)幾乎滲透到每個專題，特別是數(shù)字化技術(shù)在微觀領(lǐng)域研究的開發(fā)和應(yīng)用成為重要發(fā)展趨勢之一。

2、機(jī)械工程與生物醫(yī)學(xué)的結(jié)合

按照一般粗淺的理解，生物醫(yī)學(xué)與機(jī)械工程具有不同的科學(xué)基礎(chǔ)，前者的基礎(chǔ)是化學(xué)而后者的基礎(chǔ)為數(shù)學(xué)和物理學(xué)。傳統(tǒng)的機(jī)械工程技術(shù)!研究方法和生物醫(yī)學(xué)正密切結(jié)合，以解決生物醫(yī)學(xué)中的諸多問題，已經(jīng)形成了一個內(nèi)容十分豐富的機(jī)械工程和科學(xué)新的分支。

3、機(jī)械工程的可持續(xù)發(fā)展

可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為了的共同呼聲，作為一個會議，可持續(xù)發(fā)展自然也是關(guān)注重點之一。能源、資源和排放是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的三個重要方面，其中能源問題對機(jī)械工程具有十分重要的意義。