煤气灶压电点火检测PPT学习教案

1、会计学1 煤气灶压电点火检测煤气灶压电点火检测 学习目标： 使学生了解压电式传感器的特点、工作原理和应用。 学习重点： （1）压电式传感器的特点和工作原理。 （2）压电式传感器的应用。 学习难点： 压电式传感器的工作原理。 第1页/共13页 任务提出：任务提出： 生活中，煤气灶点火可以利用压电装置生活中，煤气灶点火可以利用压电装置 来完成。来完成。 第2页/共13页 资讯资讯 当某些电介质在一定的方向上受到外力作用而变形时，内部产生极化现象，同时在其表面上产生电荷；当外力消失时，电荷也消失；又回到原来不带电的状态，这种机械能转变为电能的现象，称为正压电效应，简称压电效应。当某些电介质在一定的方

2、向上受到外力作用而变形时，内部产生极化现象，同时在其表面上产生电荷；当外力消失时，电荷也消失；又回到原来不带电的状态，这种机械能转变为电能的现象，称为正压电效应，简称压电效应。 相反，在电介质的极化方向上施加电场，它会产生机械变形，当去掉外加电场时，电介质的变形随之消失。这种将电能转换为机械能的现象称为逆压电效应。相反，在电介质的极化方向上施加电场，它会产生机械变形，当去掉外加电场时，电介质的变形随之消失。这种将电能转换为机械能的现象称为逆压电效应。 具有压电效应的电介质称为压电材料。典型的压电材料有石英晶体、压电陶瓷和高分子压电材料等。具有压电效应的电介质称为压电材料。典型的压电材料有石英晶

3、体、压电陶瓷和高分子压电材料等。 第3页/共13页 各种压电材料的外形图 （）天然石英晶体（b）石英晶体薄片（c）压电陶瓷（d）高分子压电薄膜 第4页/共13页 石英晶体的外形、坐标轴和切片 X轴电轴，垂直于X轴晶面上的压电效应最显著。 Y轴机械轴，在电场作用下，此轴的机械变形最显著。 Z轴光轴（中性轴），该轴方向上无压电效应。 第5页/共13页 晶片受力方向与电荷极性的关系 （a）x轴方向受压（b）x轴方向受拉（c）y轴方向受压（d）y轴方向受拉 第6页/共13页 压电陶瓷的压电效应压电陶瓷的压电效应 压电陶瓷是人工制造的具有电畴结构的多晶压电材料。电畴是分子自发形成的区域，它有一定的极化方

4、向。压电陶瓷是人工制造的具有电畴结构的多晶压电材料。电畴是分子自发形成的区域，它有一定的极化方向。 原始的压电陶瓷由于内部各个电畴无规则排列，极化效应抵消，因此不具有压电效应。当外加直流电场时，使得电畴规则排列，这时压电陶瓷就有了压电特性。在极化电场去除后，电畴方向基本不变，留下了很强的剩余极化。极化过的压电陶瓷受力后就产生了电荷。原始的压电陶瓷由于内部各个电畴无规则排列，极化效应抵消，因此不具有压电效应。当外加直流电场时，使得电畴规则排列，这时压电陶瓷就有了压电特性。在极化电场去除后，电畴方向基本不变，留下了很强的剩余极化。极化过的压电陶瓷受力后就产生了电荷。 压电陶瓷的压电系数比石英晶体的

5、压电系数大得多，因此其灵敏度较高。压电陶瓷的压电系数比石英晶体的压电系数大得多，因此其灵敏度较高。 第7页/共13页 压电陶瓷压电陶瓷 第8页/共13页 压电传感器的等效电路 a)电荷源 b)电压源 第9页/共13页 压电陶瓷制品正压电效应正压电效应的应用主要用于燃气点火器，基本工作原理是，由外力压缩一个弹簧并释放，推动一个重锤打击压电陶瓷柱产生一数千伏的高压并形成放电火花，点燃可燃气体； 逆压电效应逆压电效应的应用主要用于压电蜂鸣器，基本工作原理为，当压电陶瓷片施加交变电场时，压电陶瓷片产生形变即振动，如果振动频率在音频范围内就会发出声音。应用此特性制造谐振器、选频器、延迟线、滤波器等电子元件。 第10页/共13页 （a） （b） 在压电式传感器中，常用两片或多片组合在一起使用。由于压电材料是有极性的，因此接法也有两种，如右图所示。图在压电式传感器中，常用两片或多片组合在一起使用。由于压电材料是有极性的，因此接法也有两种，如右图所示。图a为并联接法，图中为并联接法，图中b为串联接法。为串联接法。 图（a）从电路上看，类似两个电容的并联。所以，外力作用下正负电极上的电荷量增加了电荷量增加了1倍，电容量也增加了倍，电容量也增加了1倍，输出电压与单片时相同。倍，输出电压与单片时相同。 图（b）从电路上看是串联的，两压电片中间粘接处正负电荷中和，上