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文档简介

压电式传感的应用,1,基于某些材料的压电效应，通过材料受力作用变形时，其表面会有电荷产生而实现非电量测量-(有源传感器),压电传感元件是力敏感元件，所以它能测量最终能变换为力的物理量，如：力、压力、加速度、机械冲击和振动等。,压电传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、质量轻等优点。,2,（一）压电式测力传感器,该传感器用于机床动态切削力的测量。当外力作用时，它将产生弹性变形，将力传递到石英晶片上。石英晶片采用xy切型，利用其纵向压电效应，实现力电转换。压电式压力传感器的结构类型很多,与压电式加速度计相比的突出特点是：它必须通过弹性膜、盒等,把压力收集、转换成力,再传递给压电元件。,上盖,石英晶片,电极引出,电极,基座,绝缘套,压电式单向测力传感器的结构图,绝缘套,3,（二）压电式加速度传感器,压电陶瓷4和质量块2为环型，通过螺母3对质量块2预先加载，使之压紧在压电陶瓷上，测量时传感器基座5与被测对象牢牢地紧固在一起，输出信号由电极1引出。,当传感器受到振动时，质量块将感受与传感器基座相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力：该惯性力作用在压电陶瓷片上产生电荷为：,说明电荷量将直接反映加速度的大小。它的灵敏度与压电材料的压电系数和质量块的质量有关。,为了提高灵敏度，采用压电系数大的压电陶瓷片。也可以增加压电片的数目和采用合理的连接方法来提高传感器的灵敏度。,结构原理:,压电式加速度传感器结构图,电极,螺母,压电陶瓷,质量块,基座,4,粘贴位置,（三）压电式玻璃破碎报警器,将高分子压电测振薄膜粘贴在玻璃上，可以感受到玻璃破碎时会发出的振动，并将电压信号传送给集中报警系统。,5,（四）压电式流量计,利用超声波在顺流和逆流方向的传播速度不同来进行测量。,在管外设置两个相隔一定距离的收发两用压电超声换能器，产生超声波和接收超声波的换能器都是利用压电元件构成的，压电元件几乎全采用锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷。,每隔一定时间发射和接收互换一次，在顺流和逆流的情况下，发射和接收的相位差与流速成正比，利用这个关系，可精确测定流速。流速与管道截面积的乘积等于流量。,发射超声波利用逆压电效应，即在压电材料切片上施加交变电压，使它产生电致伸缩振动而产生超声波。当外加交变电压的频率等于晶片的固有频率时产生共振，这时产生的超声波最强。,接收超声波利用正压电效应，当超声波作用到压电晶片上时，使晶片伸缩，在晶片的两个界面上产生交变电荷这种电荷被转换成电压经放大后送到测量电路。,6,（五）煤气灶电子点火装置图所示为煤气灶电子点火装置，它是让高压跳火来点燃煤气。当使用者将开关往里压时，把气阀
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