天然晶體和鐵電晶體加速度傳感器特性比較

更新時間：2025-06-27

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根據(jù)所用的壓電材料，加速度傳感器的設計型式將有很大的變化。結(jié)構(gòu)型式主要是隨壓電電荷系數(shù)、電阻率和最高使用溫度而變化。加速度傳感器品質(zhì)因數(shù)是靈敏度與共振頻率平方的乘積的函數(shù)，它是一種設計型式好壞的量度。品質(zhì)因數(shù)越高說明這種設計越好，也即對于獲得相同的靈敏度來說，加速度傳感器的頻率范圍更寬。由于電荷系數(shù)大得多，一般來說鐵電晶體加速度傳感器要比天然晶體加速度傳感器的品質(zhì)因數(shù)高得多，而采用鋯鈦酸鉛的設計可以獲得最高的品質(zhì)因數(shù)。除了獲得高品質(zhì)因數(shù)以外，對于同樣靈敏度的加速度傳感器，盡量地減小尺寸和重量也是十分重要的。采用鐵電晶體的設計型式在尺寸和重量方面比采用天然晶體的好得多。
　　最高使用溫度或決定于鐵電晶體的特性，或者決定于靈敏度為50PC/g時源電阻為100,000歐姆的溫度。在300℃以上時對加速度傳感器的設計來說電阻率起很重要的作用。隨著靈敏度或輸出電阻的下降電氣石可以用到600℃以上。雖然石英的居里溫度為573℃，但由于電的孿晶現(xiàn)象，它的最高使用溫度只有250℃。孿晶現(xiàn)象隨著應力的增加而增加，在250℃以上變得非常明顯，使得不能再繼續(xù)使用。氧化鍺鉍沒有居里點，但電阻率相當?shù)停@就是限制了在350℃以上的使用。鋯鈦酸鉛的居里點為370℃，從而限定了它的溫度范圍大約只有300℃。鈦酸鉍是一種高溫鐵電材料，它已被成功地應用與加速度傳感器設計中，最高可達500℃。