传感器技术第二版压电式传感器解析

1、传感器技术第二版压电式传感器解析传感器技术第五章第五章 压电式传感器压电器件受力、表面形变电荷Piezoelectric Transducer传感器技术第五章35-1 压电效应和压电材料一、压电效应Piezoelectric Effect2、逆压电效应电致伸缩Converse Piezoelectric EffectElectrostrictive Effect1、正（顺）压电效应Direct Piezoelectric Effect传感器技术第五章4压电介质正压电效应Q(E) 电能T(S) 机械能逆压电效应压电常数弹性常数（刚度）介电常数机电耦合系数电阻居里点压电效应强弱：灵敏度固有频率、动

2、态特性固有电容、频率下限机电转换效率泄漏电荷、改善低频特性丧失压电性的温度二、压电材料简介Piezoelectric Material传感器技术第五章5常用压电材料传感器技术第五章6三、石英晶体的压电特性居里点573，六角晶系结构光轴电轴机械轴Piezoelectric Featuresfor Quartz Crystal传感器技术第五章7x轴方向受力：压力x轴方向受力：拉力y轴方向受力：压力y轴方向受力：拉力传感器技术第五章8四、压电陶瓷的压电现象人造多晶体：经极化处理后的人工多晶铁电体电畴未极化前：不具压电性撤销外电场加外电场EPiezoelectric Phenomenon for Pi

3、ezoelectric Ceramics传感器技术第五章9对外不呈极性加力F：放电现象取消F：充电现象机械能 电能正压电效应传感器技术第五章105-2 等效电路和测量电路（1）并联（2）串联Equivalent Circuit and Measuring Circuit 一、压电晶片的连接方式Connect Method for Piezoelectric Wafer传感器技术第五章11二、压电传感器的等效电路只适宜动态测量压电晶片压电传感器Equivalent Circuit for Piezoelectric Sensor传感器技术第五章12压电传感器在实际测量系统中的等效电路传感器技术第

4、五章13三、压电传感器的测量电路前置放大器的作用： 1放大 2阻抗转换电压放大器电荷放大器1、电压放大器Measuring Circuit for Piezoelectric Sensor传感器技术第五章14前置放大器输入端电压：前置放大器输入端电压幅值：输入电压与作用力间的相位差：传感器技术第五章15时间常数传感器技术第五章16输入电压与作用力间的相位差：时间常数传感器技术第五章17讨论：适合测量高频交变力由运算放大器构成的电压比例放大器传感器技术第五章182、电荷放大器灵敏度与电缆电容无关上限下限传感器技术第五章195-3 压电传感器的应用例1：压电式测力传感器Application of

5、 Piezoelectric Sensor传感器技术第五章压电式三向力传感器20例2：压电式压力传感器电极结构预紧力传感器技术第五章21例3：压电引信压电陶瓷：弹丸起爆装置 破甲弹传感器技术第五章22例4：火炮堂内压力测试发射药在堂内燃烧形成压力完成炮弹的发射。堂内压力的大小，不仅决定着炮弹的飞行速度，而且与火炮、弹丸的设计有着密切关系。传感器技术第五章23例5：压电式加速度传感器 重块质量 加速度传感器技术第五章24例6：冲击试验台的标定和检测产品过载冲击试验跌落高度h被冲击介质：钢、橡胶、塑料、木块加速度产品传感器技术第五章25例7：汽车平安气囊系统事故性碰撞：点火信号、电点火管、气体发生

6、剂、 气体、充气、弹性体传感器技术第五章2627例8：气体发生器输出特性测试密封容器压力测试法传感器技术第五章例9：振动测量仪加速度 160 10 g速度 0.4 80 cm/s振幅 4 8 cm转换开关SAVD积分：振动速度、幅值传感器技术第五章28例10：压电式血压传感器例11：指套式电子血压计传感器技术第五章29传感器技术第五章30例12：玻璃破碎报警器传感器技术第五章31例13：水深测量仪传感器技术第五章32例14：逆压电效应的应用声外表波传感器SAW振子：LC谐振回路振动频率延迟时间声表面波延迟线SAW（Surface Acoustic Wave）延迟线传感器技术第五章3334用于结

7、冰状况监测的冰传感器结冰现象的危害：铁路电力机车接触网导线上结冰影响机车正常行驶、冷库物资防冰、飞机安全飞行结冰状况监测：是否结冰、冰层厚度基于压电效应的冰传感器原理：三电极的片式压电器件传感器技术第五章电极 1、2 间加交变电压：压电晶体机械振动，系统的谐振频率： 等效刚度 等效质量冰层检测原理：极板1上无附加物：以自身的谐振频率作机械振动；极板1上有冰冻：冰层增加系统刚度，谐振频率增大；冰层越厚：刚度增加越大，谐振频率越大。传感器技术第五章351、“基于压电器件的冰传感器”，仪表技术与传感 器，2001年9期参考文献：2、“压电式振动给料器的研制”，传感器技术， 2001年4期预 习 作 业1、常用的热电阻有哪些？2、NTC热敏电阻的电阻-温度曲线？3、什么叫做热电效应？传感器技术第五章36压电元件在使用时常采用多片串联或并联的形式，分析不同接法