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传感器知识

    随着人们对陶瓷物理性质的深入认识,用陶瓷来作传感器越来越多。陶瓷之所以能成为制作传感器的材料,在于陶瓷有很多自身特性,它可以感知外界的变化,转化成所需要的传感器信号。传感器用陶瓷材料的物理特性有:

    一、半导体陶瓷材料的热敏特性。热敏电阻是半导体陶瓷热敏元件的代表,可分为NTC、PTC和CTR热敏电阻,测量的温度范围可在-200到1100摄氏度。低温测量下用的代表性材料有Mn、Ni和Fe等过渡金属氧化物;常温或中温测量下的材料有(Ba,Pb)TiO3固溶体,高温下有ZrO2系固体电解质。

    二、陶瓷材料的压电特性。用作传感器的压电材料要具有压电效应强、老化性能好和温度稳定等特性。最早发现用来做传感器的陶瓷材料是BaTiO3,由于它的老化性能和温度稳定不好,所以用得不多。现在替代BaTiO3用来做传感器的陶瓷有:PbTiO3-PbZrO3系和PbTiO3-PbZrO3-PbB1-xBxO3复合型陶瓷材料。

    三、陶瓷材料的热释电特性。热释电效应是自发极化的导体,常常捕获空气中的电荷而保持电荷的平衡,由于温度变化,出现结构上电荷中心的转移。热释电传感器对材料的要求有:1、充分吸收发射红外线。2、体积小,方便制作成薄膜化元件。3、热释电系数要大。4、跟表面电荷变化同时的电容要小。热释电材料用的陶瓷主要有PbTiO3和PZT陶瓷。PbTiO3可以做为高温、高频压电材料。但是纯PbTiO3烧结难,都需要加入一些的添加材料,如MnO2等。

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