廣義的講，凡是利用壓電材料各種物理效應(yīng)構(gòu)成的各種傳感器，都可成為壓電式傳感器，它們已被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)、軍事和民用等領(lǐng)域。表10-2給出了其主要應(yīng)用類型。在這些應(yīng)用類型中力敏類型應(yīng)用最多。可直接利用電壓傳感器測量李、壓力、加速度、位移等物理量。
1、壓電式測力傳感器
壓電式測力傳感器在直接測量拉力或壓力時，通常采用雙片石英晶體做壓電元件，并配以適當(dāng)?shù)姆糯笃骺蓽y量幾百至幾萬牛頓的動態(tài)或靜態(tài)力。這種傳感器按其測力狀態(tài)可分為單向力、雙向力和三向力傳感器。
2、單向力傳感器
一種用于測量機床動態(tài)切削力的壓電石英晶體單向力傳感器的結(jié)構(gòu)如圖10-14所示。壓電元件采用xy（即x0℃）切型石英晶體，利用其縱向壓電效應(yīng)，通過d11實現(xiàn)力-電轉(zhuǎn)換。它用兩塊鏡片（Ф8×1mm）做傳感元件，被測力通過傳力上蓋使石英晶片沿電軸方向受壓力作用，由于縱向壓電效應(yīng)使石英晶片在電軸方向上出現(xiàn)電荷，兩塊鏡片沿電軸方向并聯(lián)疊加，負電荷由片型電極輸出，壓電晶片正電荷一側(cè)與底座連接。兩片并聯(lián)可提高其靈敏度。壓力元件彈性變形部分的厚度較薄，其厚度由測力大小決定。這種結(jié)構(gòu)的單向力傳感器體積小、重量輕（僅10g），固有頻率高（約50~60kHz），可檢測高達5000N的動態(tài)力，分辨率為10-3N。
