壓電傳感器是利用某些電介質受力後產生的壓電效應製成的傳感器。所謂壓電效應是指某些電介質在受到某一方向的外力作用而發生形變(包括彎曲和伸縮形變)時,由於內部電荷的極化現象,會在其表面產生電荷的現象。以下對壓電傳感器發展現狀分析。
在傳感技術中,目前國內外普遍應用的是壓電單晶中的石英晶體和壓電多晶中的欽酸鋇等系列壓電陶瓷,它直接關係到壓電傳感器輸出的靈敏度,而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限,從而改善壓電傳感器的低頻特性,因此合理而靈活地運用壓電係數矩陣是設計壓電傳感器的關鍵。
壓電效應是指某些介質在施加外力造成本體變形而產生帶電狀態或施加電場而產生變形的雙向物理現象,是正壓電效應和逆壓電效應的總稱,一般習慣上壓電效應指正壓電效應。當某些電介質沿一定方向受外力作用而變形時,在其一定的兩個表面上產生異號電荷,當外力去除後,又恢復到不帶電的狀態,這種現象稱為正壓電效應。
通過對壓電傳感器發展現狀分析, 近年來,全球傳感器市場一直保持快速增長,未來幾年全球傳感器市場將保持20%以上的增長速度,2015 年市場規模突破1500 億美元。國內傳感器市場持續快速增長,2011 年傳感器市場規模為480 億元,2012 年達到513 億元,2013 年則超過640 億元,年均增長速度超過20%。
傳感器最初是作為單獨的測量儀器來探測信息,伴隨技術的集成化趨勢,傳感器逐 步走向模塊化,甚至微型化,經常作為一個微型的模塊化器件嵌入一套功能齊全的系統, 其性能決定了整套系統的性能。因而在工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資 源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等眾多領域,都離不開各種功能的傳感器。
壓電材料 它可分為壓電單晶、壓電多晶和有機壓電材料。壓電式傳感器中用得最多的是屬於壓電多晶的各類壓電陶瓷和壓電單晶中的石英晶體。其他壓電單晶還有適用於高溫輻射環境的鈮酸鋰以及鉭酸鋰、鎵酸鋰、鍺酸鉍等。
通過對壓電傳感器發展現狀分析,近年來,我國也不斷提高對傳感器產業的重視,並出台了一系列政策推進其發展。2011年7月出台的《中國電子元件「十二五」規劃》指出,「十二五」期間將投資5000億元,主要集中在新型電子元件的研發和產業化領域。而在今年2月由工信部等四部委聯合印發的《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產業發展行動計劃》中,還制定了具體的產業發展目標,並給出了2013年至2025年的發展路線圖。
相比其它較早布局這一領域的國家,我國傳感器在研發上至少晚了十年。國產傳感器企業幾乎還是靠模仿國外產品而維持運營,而且企業規模小,產品更是進入不了主流市場,「歷史遺留」問題也亟待解決。在中國傳感器1700多家的廠商中,約有80%是做貿易的,類似雲傳智聯這樣能自主研發傳感器的企業更是鳳毛麟角,對國內傳感器廠商而言,崛起之路不可不謂任重而道遠。以下對壓電傳感器發展現狀分析。