解析压电式传感器PPT学习教案

1、会计学1 解析压电式传感器解析压电式传感器 n 第1页/共24页 第2页/共24页 、 和和 ，其大小为：，其大小为： 2、石英晶体压电效应产生的原因、石英晶体压电效应产生的原因 （1）、石英晶体未受到外力作用时，如图）、石英晶体未受到外力作用时，如图62（A）示。石英）示。石英 晶体的晶格是正六边形，正离子晶体的晶格是正六边形，正离子Si+和负离子和负离子0-正好分布在正六正好分布在正六 边形的顶角上，形成了三个互成边形的顶角上，形成了三个互成1200夹角的偶极矩夹角的偶极矩 1 P 1 P 2 P 3 P qlp 由于是正六边形，正负电荷中心重合由于是正六边形，正负电荷中心重合 。因此电偶

2、极矩矢量和等于。因此电偶极矩矢量和等于0 0。即。即 故电荷平衡，晶体表面不产生电荷，故电荷平衡，晶体表面不产生电荷， 呈中性。呈中性。 0 321 PPP 第3页/共24页 l （2）、石英晶体受到沿）、石英晶体受到沿X轴方向轴方向 的压力作用，即的压力作用，即FX1)1时：时： 上式说明：上式说明： 放大器输入电压有效值与被测频率放大器输入电压有效值与被测频率 无关；无关； 改变连接传感器与放大器的电缆长改变连接传感器与放大器的电缆长 度时，度时，C Cc c改变，导致放大器的输入输出电压改变，导致放大器的输入输出电压 发生变化。发生变化。 第17页/共24页 第18页/共24页 第19页

3、/共24页 第20页/共24页 一、压电式测力传感器一、压电式测力传感器: : 单向力传感器单向力传感器： 如图如图612所示：两片压电晶片沿电轴方所示：两片压电晶片沿电轴方 向叠在一起，采用并联接法，中间为片向叠在一起，采用并联接法，中间为片 形电极（负极），它收集负电荷。底座形电极（负极），它收集负电荷。底座 与传力盖形成正极，绝缘套使正、负极与传力盖形成正极，绝缘套使正、负极 隔离。隔离。 被测力被测力F通过上盖使压电晶片沿电轴方向受压力作用，便使通过上盖使压电晶片沿电轴方向受压力作用，便使 晶片产生电荷，负电荷由片形电极（负极）输出，正电荷与上晶片产生电荷，负电荷由片形电极（负极）输出

4、，正电荷与上 盖和底座连接。这种传感器有以下特点：盖和底座连接。这种传感器有以下特点： 、体积小，重量轻（仅、体积小，重量轻（仅10g）；）； 、固有频率高（约、固有频率高（约5060KHz）；）； 、可检测高达、可检测高达5000N（变化频率少于（变化频率少于20KHz）的动态力，）的动态力， 、分辩率高，可达、分辩率高，可达10-3N 。 第21页/共24页 爆发力。爆发力。 第22页/共24页 原理如图所示：当原理如图所示：当 使用者将开关往里使用者将开关往里 压时，打开气阀，压时，打开气阀， 再旋转开关，使弹再旋转开关，使弹 簧往左压，这时弹簧往左压，这时弹 簧有一个很大的力簧有一个很大的力 ，撞击压电晶体，撞击压电晶体， 使压电晶体产生电使压电晶体产生电 荷，经高压线至燃荷，经高压线至燃 烧盘产生高压放电烧盘产生高压放电 ，产生火花，