自动检测技术 教学课件 作者 刘丽红 第6章 压电传感器.ppt

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1、受力电荷、表面形变压电器件电荷表面形变压电效应逆压电效应第六章压电传感器1主要讲授：1、压电效应及压电材料；2、压电式传感器的测量转换电路；3、压电式传感器的应用：压电陶瓷传感器的应用和高分子压电材料的应用。需要掌握的知识1、掌握压电效应及压电材料2、理解压电传感器的测量转换电路3、掌握压电传感器的应用2压电式传感器原理是基于压电效应，是一种典型的自发电式传感器。它可以测最终能变换为力的那些非电物理量，例如动态力、动态压力、振动加速度等，但不能用于静态力参数的测量。压电式传感器具有体积小、质量轻、频率高、信噪比大、结构紧固、可靠性高等特点。近年来，压电式传感器的应用越来越广泛。压电传感器图

2、片轻型化/ESSICP加速度传感器LC09系列应变压力传感器LC11系列应变力传感器LC05系列压电石英力传感器36.1压电传感器的工作原理一、压电效应1、正（顺）压电效应2、逆压电效应（电致伸缩）4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52、压电效应机理石英晶体的压电效应机理a)未受力时的石英晶体b)受向压力时的石英晶体c)受向压力时的石英晶体1—正电荷等效中心2）负电荷等效中心6x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76.1.2压电材料86.2等效电路和测量电路压电晶片的连接方式（1）并联：（2）串联：9只适宜动态测量图6-5压电

3、元件的等效电路图6-6压电传感器与二次仪表的连接6.2.1电压元件的等效电路总总102、电荷放大器灵敏度与电缆电容无关116.3压电式传感器的应用用于动态参数的力、压力、速度、加速度、振动等非电量的检测6.3.1压电陶瓷传感器的应用（1）刀具切削力的测量（2）压电式振动加速度传感器图6-9刀具切削力测量示意图1—单向动态力传感器2—刀架3—车刀4—工件图6-10压电式振动加速度传感器a)原理图b)传感器结构1—基座2—引出电极3—压电晶片4—质量块5—弹簧6—壳体7—固定螺孔126.3.2高分子压电材料的应用1、玻璃打碎报警装置由于感应片很小，且透明，不易察觉，所以可安装于贵重物品柜台、博

4、物馆及家庭等玻璃窗角落处。132、压电式周界报警系统高分子压电材料容易拉制，压电电缆可做得很长，可警戒的区域大，不易受电、光、雾、雨水等干扰，费用也比微波等方法低。铜芯线铜网屏蔽层高分子压电塑料绝缘层高分子压电电缆原理图143、交通监测:将高分子压电电缆埋在公路上，可以判定车速、载荷分布、车型等示意图输出信号波形PVDF压电电缆公路PVDF压电电缆15