压电传感助力“工业4.0”

2017-11-27 08:36

什么是工业制造中最有效的优化和控制生产链的方法？据麦姆斯咨询报道，对于许多制造商来说，最有效的解决方案是利用压电传感器对动态制造过程进行集成监控。

“工业4.0”的愿景已经在当今众多的工业应用领域，如汽车制造、医疗技术和电气工程等领域成为现实。现在，由于数字化、机器和系统网络的发展，所有生产过程的空前优化成为可能。

以零缺陷生产为目标的生产链持续控制，对于任何现代生产企业，若想在未来市场上占有一席之地，都是必不可少的。

就在前几年，几乎所有的产品都是在下线（即在完成制造过程之后）以后进行检测。相比之下，如今越来越多的产品在生产过程中，或者说“在线”状态下就能够被实际监控，这也是节省成本的一种方式。对于连接、组装和测试等制造工序而言，基于压电原理的传感器技术是以零缺陷生产为目标优化生产过程的根本要素。这种技术非常适合测量力、压力、加速度和扭矩等物理变量。

压电传感器基本工作原理

压电传感器的物理原理是由Pierre和Jacques Curie在1880年发现的“压电效应”。在机械载荷作用下（希腊语“pie-zein”：压或挤压），压电材料会产生电荷。1950年，Walter P. Kistler申请了压电信号电荷放大器专利，迈出了应用压电效应的重要一步。

压电效应对于石英晶体尤其显著：当经过适当处理的石英受到机械载荷时，会产生一个与作用力成正比的电荷信号（图1）。因此，与其它技术相比，使用压电效应捕获被测量的信号，并不取决于应变和位移。

压电传感助力“工业4.0”