溫度對傳感器輸出的影響

來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2013/1/14

　　溫度改變而引起傳感器輸出變化是由壓電材料（敏感芯體）特性所造成的。根據(jù)壓電材料的分類，石英晶體受溫度影響最小，而人工合成晶體的使用溫度甚至高于石英；但在商業(yè)化的壓電加速度傳感器中最多使用的壓電材料還是壓電陶瓷。壓電陶瓷敏感芯體的輸出高溫時隨溫度上升而增大，低溫時隨溫度降低而減小；但傳感器輸出與溫度間并不呈線性變化，一般說低溫時的輸出變化比高溫時的要大。另因為各傳感器的溫度響應(yīng)很難保持一致，所以實際使用中傳感器的輸出一般很少用溫度系數(shù)進行修正。典型溫度響應(yīng)曲線或溫度系數(shù)一般只作為對傳感器溫度特性的衡量。

　　壓電陶瓷對溫度響應(yīng)除材料本身特性之外，生產(chǎn)工藝也將直接影響壓電材料對溫度的響應(yīng)，而同種材料對溫度響應(yīng)的離散度更是如此。同樣是鋯鈦酸鉛材料，不同的廠商由于采用不同的生產(chǎn)工藝，使得相同材料的壓電陶瓷而其各自的使用溫度范圍，溫度響應(yīng)和溫度響應(yīng)的離散度相差甚大。綜合對壓電材料的基礎(chǔ)研究和生產(chǎn)加工工藝，目前國內(nèi)壓電陶瓷的溫度特性與國外先進水準相比還有一定差距；為確保用戶對傳感器的特殊要求，北智采用進口壓電陶瓷，使傳感器的高溫使用溫度可在 +250oC 下長期使用，而且溫度響應(yīng)及其離散度都好于國產(chǎn)壓電陶瓷。

　　不同的敏感芯體結(jié)構(gòu)設(shè)計對溫度的變化的響應(yīng)會產(chǎn)生不同的結(jié)果。由于不同材料有不同的線膨脹系數(shù)，因此溫度變化必然使壓電材料和金屬配件之間產(chǎn)生因線膨脹系數(shù)不同而造成的應(yīng)力變化；這種由溫度產(chǎn)生的應(yīng)力使壓縮式和彎曲梁型的敏感芯體產(chǎn)生輸出信號，有時這種溫度變化引起的輸出會大于振動測量信號（特別在低頻測量中）。需要特別指出溫度變化有穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩種，傳感器輸出靈敏度隨溫度變化通常是指穩(wěn)態(tài)高低溫度狀態(tài)對信號輸出的影響。瞬態(tài)溫度變化對傳感器輸出的影響主要表現(xiàn)在低頻測量中。

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