什么是壓電傳感器?何為風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器?

本文中，小編將對(duì)壓電傳感器和風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器予以介紹，如果你想對(duì)這兩款傳感器的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí)，或者想要增進(jìn)對(duì)它們的了解程度，不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。

一、傳感器引言

傳感器(英文名稱：transducer/sensor)是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。由于傳感器的類別眾多，在本文中，小編僅對(duì)壓電傳感器和風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器加以介紹。

二、壓電傳感器

首先，我們先來看看壓電傳感器的一些相關(guān)知識(shí)。壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。

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(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失(這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”)。由于隨著應(yīng)力的變化電場(chǎng)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。

三、風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器

在了解了壓電傳感器的相關(guān)知識(shí)后，我們?cè)賮砜纯达L(fēng)杯式風(fēng)俗傳感器的一些內(nèi)容。

風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器，是一種十分常見的風(fēng)速傳感器，最早由英國魯賓孫發(fā)明。在國內(nèi)，風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器得到了廣泛的應(yīng)用。風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器的感應(yīng)部分是由三個(gè)或四個(gè)圓錐形或半球形的空杯組成?？招谋瓪す潭ㄔ诨コ?20°的三叉星形支架上或互成90°的十字形支架上，杯的凹面順著一個(gè)方向排列，整個(gè)橫臂架則固定在一根垂直的旋轉(zhuǎn)軸上。

當(dāng)風(fēng)從左方吹來時(shí)，風(fēng)杯1與風(fēng)向平行，風(fēng)對(duì)風(fēng)杯1的壓力在最直于風(fēng)杯軸方向上的分力近似為零。風(fēng)杯2與3同風(fēng)向成60度角相交，對(duì)風(fēng)杯2而言，其凹面迎著風(fēng)，承受的風(fēng)壓最大;風(fēng)杯3其凸面迎風(fēng)，風(fēng)的繞流作用使其所受風(fēng)壓比風(fēng)杯2小，由于風(fēng)杯2與風(fēng)杯3在垂直于風(fēng)杯軸方向上的壓力差，而使風(fēng)杯開始順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，風(fēng)速越大，起始的壓力差越大，產(chǎn)生的加速度越大，風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)越快。

在風(fēng)杯開始旋轉(zhuǎn)之后，由于杯2沿風(fēng)向旋轉(zhuǎn)，因此風(fēng)的壓力相對(duì)減小，而杯3逆風(fēng)以相同的速度旋轉(zhuǎn)，風(fēng)壓相對(duì)增大，并且風(fēng)壓差不斷減小。一段時(shí)間(風(fēng)速恒定)后，當(dāng)作用在三個(gè)風(fēng)杯上的分壓差為零時(shí)，風(fēng)杯將以均勻的速度旋轉(zhuǎn)。這樣，可以根據(jù)風(fēng)杯的速度(每秒轉(zhuǎn)數(shù))來確定風(fēng)速。

當(dāng)風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)時(shí)，它帶動(dòng)同軸多齒切割盤或磁棒旋轉(zhuǎn)，并通過電路獲得與風(fēng)杯速度成比例的脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)由計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，轉(zhuǎn)換后可獲取實(shí)際風(fēng)速值。 目前，新型轉(zhuǎn)子風(fēng)速計(jì)采用三杯，圓錐杯的性能優(yōu)于半球形。 當(dāng)風(fēng)速增加時(shí)，轉(zhuǎn)子可以迅速增加速度以適應(yīng)氣流速度。 當(dāng)風(fēng)速降低時(shí)，由于慣性的影響，風(fēng)速不會(huì)立即下降。旋轉(zhuǎn)風(fēng)速計(jì)在陣風(fēng)中指示的風(fēng)速通常過高，并且會(huì)產(chǎn)生過大的影響(產(chǎn)生的平均誤差約為10%)。

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