項(xiàng)目四壓電式傳感器PPT課件

1、一、壓電效應(yīng)一、壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)（順壓電效應(yīng)順壓電效應(yīng)）：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的一定表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)不帶電狀態(tài)的現(xiàn)象。當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷極性也隨著改變。逆壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)（電致伸縮效應(yīng)電致伸縮效應(yīng)）：當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)就在一定方向上產(chǎn)生機(jī)械變形或機(jī)械壓力，當(dāng)外加電場(chǎng)撤去時(shí)，這些變形或應(yīng)力也隨之消失的現(xiàn)象。電能機(jī)械能正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)第1頁/共57頁二、壓電材料二、壓電材料種類種類：n壓電晶體，如石英等；n壓電陶瓷，如鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等；n壓電半導(dǎo)體，如

2、硫化鋅、碲化鎘等。 對(duì)壓電材料特性要求： 轉(zhuǎn)換性能。要求具有較大壓電常數(shù)。 機(jī)械性能。壓電元件作為受力元件，希望它的機(jī)械強(qiáng)度高、剛度大，以期獲得寬的線性范圍和高的固有振動(dòng)頻率。 電性能。希望具有高電阻率和大介電常數(shù)，以減弱外部分布電容的影響并獲得良好的低頻特性。 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。溫度和濕度穩(wěn)定性要好，要求具有較高的居里點(diǎn)，獲得較寬的工作溫度范圍。 時(shí)間穩(wěn)定性。要求壓電性能不隨時(shí)間變化。 第2頁/共57頁 類類 別別 材材 料料 成成 分分 特特 性性 石石英英晶晶體體 單單晶晶體體、水水晶晶 （人人造造、 天天然然） SiO2 d11=2.3110-12C/N， 壓壓電電系系數(shù)數(shù)穩(wěn)穩(wěn)定定，固固有

3、有頻頻率率穩(wěn)穩(wěn)定定 承承受受壓壓力力700-1000Kg/cm2 壓壓電電陶陶瓷瓷 人人造造多多晶晶體體 鈦鈦酸酸鋇鋇、鋯鋯鈦鈦酸酸鋇鋇、鈮鈮酸酸鹽鹽系系 壓壓電電系系數(shù)數(shù)高高d33=19010-11C/N 品品種種多多、性性能能各各異異 新新型型壓壓電電材材料料 壓壓電電半半導(dǎo)導(dǎo)體體 壓壓電電特特性性 半半導(dǎo)導(dǎo)體體特特性性 集集成成壓壓電電傳傳感感器器 有有機(jī)機(jī)高高分分子子 壓壓電電材材料料 質(zhì)質(zhì)輕輕柔柔軟軟、抗抗拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度高高、 機(jī)機(jī)電電耦耦合合系系數(shù)數(shù)高高 第3頁/共57頁（一）石英晶體（一）石英晶體 石英（SiO2）是一種具有良好壓電特性的壓電晶體。其介電常數(shù)和壓電系數(shù)的溫度穩(wěn)定性相

4、當(dāng)好，在常溫范圍內(nèi)這兩個(gè)參數(shù)幾乎不隨溫度變化，如下兩圖。 由圖可見，在20200范圍內(nèi)，溫度每升高1，壓電系數(shù)僅減少0.016。但是當(dāng)?shù)?76時(shí)，它完全失去了壓電特性，這就是它的居里點(diǎn)。 1 . 000 . 990 . 980 . 970 . 960 . 952040 60 80 100120140 160180 200dt/d20斜率：0.016/t石英的d11系數(shù)相對(duì)于20的d11溫度變化特性6543210100 200 300 400 500 600t/相對(duì)介電常數(shù)居里點(diǎn)石英在高溫下相對(duì)介電常數(shù)的溫度特性第4頁/共57頁石英晶體的壓電效應(yīng)石英晶體的壓電效應(yīng)天然結(jié)構(gòu)石英晶體的理想外形是一個(gè)

5、正六面體，在晶體學(xué)中它可用三根互相垂直的軸來表示，其中縱向軸ZZ稱為光軸；經(jīng)過正六面體棱線，并垂直于光軸的XX軸稱為電軸；與XX軸和ZZ軸同時(shí)垂直的YY軸（垂直于正六面體的棱面）稱為機(jī)械軸。ZXY(a)(b)石英晶體(a)理想石英晶體的外形 (b)坐標(biāo)系ZYX通常把沿電軸XX方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱向壓電效應(yīng)”，而把沿機(jī)械軸YY方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”，沿光軸ZZ方向受力則不產(chǎn)生壓電效應(yīng)。第5頁/共57頁石英晶體的壓電機(jī)理分析 石英的晶體結(jié)構(gòu)為六方晶體系，化學(xué)式為SiO2。 定義： x：兩平行柱面內(nèi)夾角等分線，垂直此軸壓電效應(yīng)最強(qiáng)。稱為電軸。 y ：

6、垂直于平行柱面，在電場(chǎng)作用下變形最大，稱為機(jī)械軸。 z ：無壓電效應(yīng)，中心軸，也稱光軸。 第6頁/共57頁 石英晶體的突出優(yōu)點(diǎn)是性能非常穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，絕緣性能也相當(dāng)好。但石英材料價(jià)格昂貴，且壓電系數(shù)比壓電陶瓷低得多。因此一般僅用于標(biāo)準(zhǔn)儀器或要求較高的傳感器中。 因?yàn)槭⑹且环N各向異性晶體，因此，按不同方向切割的晶片，其物理性質(zhì)（如彈性、壓電效應(yīng)、溫度特性等）相差很大。為了在設(shè)計(jì)石英傳感器時(shí)，根據(jù)不同使用要求正確地選擇石英片的切型。 第7頁/共57頁 在X軸方向施加壓力時(shí)，左旋石英晶體的X軸正向帶正電；如果作用力FX改為拉力，則在垂直于X軸的平面上仍出現(xiàn)等量電荷，但極性相反，見圖( (a)

7、)、( (b) )。 FXFX+ +(a)(b)XX 如果在同一晶片上作用力是沿著機(jī)械軸的方向，其電荷仍在與X軸垂直平面上出現(xiàn)，其極性見圖（c）、（d）+ + + + + + (c)(d)FYFYXX第8頁/共57頁第9頁/共57頁由上述可知： 無論是正或逆壓電效應(yīng)，其作用力（或應(yīng)變）與電荷（或電場(chǎng)強(qiáng)度）之間呈線性關(guān)系； 晶體在哪個(gè)方向上有正壓電效應(yīng)，則在此方向上一定存在逆壓電效應(yīng)； 石英晶體不是在任何方向都存在壓電效應(yīng)的。 第10頁/共57頁（二）（二） 壓電陶瓷的壓電效應(yīng)壓電陶瓷的壓電效應(yīng) 壓電陶瓷屬于鐵電體一類的物質(zhì)，是人工制造的多晶壓電材料，它具有類似鐵磁材料磁疇結(jié)構(gòu)的電疇結(jié)構(gòu)。電疇是

8、分子自發(fā)形成的區(qū)域，它有一定的極化方向，從而存在一定的電場(chǎng)。在無外電場(chǎng)作用時(shí)，各個(gè)電疇在晶體上雜亂分布，它們的極化效應(yīng)被相互抵消，因此原始的壓電陶瓷內(nèi)極化強(qiáng)度為零，見圖（a）。 直流電場(chǎng)E剩余極化強(qiáng)度剩余伸長電場(chǎng)作用下的伸長(a)極化處理前(b)極化處理中(c)極化處理后 第11頁/共57頁但是，當(dāng)把電壓表接到陶瓷片的兩個(gè)電極上進(jìn)行測(cè)量時(shí)，卻無法測(cè)出陶瓷片內(nèi)部存在的極化強(qiáng)度。這是因?yàn)樘沾善瑑?nèi)的極化強(qiáng)度總是以電偶極矩的形式表現(xiàn)出來，即在陶瓷的一端出現(xiàn)正束縛電荷，另一端出現(xiàn)負(fù)束縛電荷。由于束縛電荷的作用，在陶瓷片的電極面上吸附了一層來自外界的自由電荷。這些自由電荷與陶瓷片內(nèi)的束縛電荷符號(hào)相反而數(shù)量

9、相等，它起著屏蔽和抵消陶瓷片內(nèi)極化強(qiáng)度對(duì)外界的作用。所以電壓表不能測(cè)出陶瓷片內(nèi)的極化程度，如圖。 自由電荷束縛電荷電極電極極化方向陶瓷片內(nèi)束縛電荷與電極上吸附的自由電荷示意圖第12頁/共57頁 如果在陶瓷片上加一個(gè)與極化方向平行的壓力F，如圖，陶瓷片將產(chǎn)生壓縮形變（圖中虛線），片內(nèi)的正、負(fù)束縛電荷之間的距離變小，極化強(qiáng)度也變小。因此，原來吸附在電極上的自由電荷，有一部分被釋放，而出現(xiàn)放電荷現(xiàn)象。當(dāng)壓力撤消后，陶瓷片恢復(fù)原狀( (這是一個(gè)膨脹過程) )，片內(nèi)的正、負(fù)電荷之間的距離變大，極化強(qiáng)度也變大，因此電極上又吸附一部分自由電荷而出現(xiàn)充電現(xiàn)象。這種由機(jī)械效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦?yīng)，或者由機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

10、的現(xiàn)象，就是正壓電效應(yīng)。 極化方向正壓電效應(yīng)示意圖（實(shí)線代表形變前的情況，虛線代表形變后的情況）F第13頁/共57頁 同樣，若在陶瓷片上加一個(gè)與極化方向相同的電場(chǎng)，如圖，由于電場(chǎng)的方向與極化強(qiáng)度的方向相同，所以電場(chǎng)的作用使極化強(qiáng)度增大。這時(shí)，陶瓷片內(nèi)的正負(fù)束縛電荷之間距離也增大，就是說，陶瓷片沿極化方向產(chǎn)生伸長形變（圖中虛線）。同理，如果外加電場(chǎng)的方向與極化方向相反，則陶瓷片沿極化方向產(chǎn)生縮短形變。這種由于電效應(yīng)而轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械效應(yīng)或者由電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的現(xiàn)象，就是逆壓電效應(yīng)。逆壓電效應(yīng)示意圖（實(shí)線代表形變前的情況，虛線代表形變后的情況） 極 化方向電場(chǎng)方向第14頁/共57頁 由此可見，壓電陶瓷所

11、以具有壓電效應(yīng)，是由于陶瓷內(nèi)部存在自發(fā)極化。這些自發(fā)極化經(jīng)過極化工序處理而被迫取向排列后，陶瓷內(nèi)即存在剩余極化強(qiáng)度。如果外界的作用（如壓力或電場(chǎng)的作用）能使此極化強(qiáng)度發(fā)生變化，陶瓷就出現(xiàn)壓電效應(yīng)。此外，還可以看出，陶瓷內(nèi)的極化電荷是束縛電荷，而不是自由電荷，這些束縛電荷不能自由移動(dòng)。所以在陶瓷中產(chǎn)生的放電或充電現(xiàn)象，是通過陶瓷內(nèi)部極化強(qiáng)度的變化，引起電極面上自由電荷的釋放或補(bǔ)充的結(jié)果。第15頁/共57頁第16頁/共57頁Fdq33第17頁/共57頁（二）（二） 壓電陶瓷壓電陶瓷 1 1、 鈦酸鋇壓電陶瓷 鈦酸鋇（BaTiO3）是由碳酸鋇（BaCO3）和二氧化鈦（TiO2）按1：1分子比例在高溫

12、下合成的壓電陶瓷。 它具有很高的介電常數(shù)和較大的壓電系數(shù)（約為石英晶體的50倍）。不足之處是居里溫度低（120），溫度穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度不如石英晶體。2 2、 鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷（PZT） 鋯鈦酸鉛是由PbTiO3和PbZrO3組成的固溶體Pb（Zr、Ti）O3。它與鈦酸鋇相比，壓電系數(shù)更大，居里溫度在300以上，各項(xiàng)機(jī)電參數(shù)受溫度影響小，時(shí)間穩(wěn)定性好。此外，在鋯鈦酸中添加一種或兩種其它微量元素（如鈮、銻、錫、錳、鎢等）還可以獲得不同性能的PZT材料。因此鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷是目前壓電式傳感器中應(yīng)用最廣泛的壓電材料。 第18頁/共57頁4、壓電半導(dǎo)體材料 如ZnO、CdS 、ZnO 、CdTe，這

13、種力敏器件具有靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。此外用ZnO作為表面聲波振蕩器的壓電材料，可測(cè)取力和溫度等參數(shù)。3 3、壓電聚合物 聚二氟乙烯（PVF2）是目前發(fā)現(xiàn)的壓電效應(yīng)較強(qiáng)的聚合物薄膜，這種合成高分子薄膜就其對(duì)稱性來看，不存在壓電效應(yīng)，但是它們具有“平面鋸齒”結(jié)構(gòu)，存在抵消不了的偶極子。經(jīng)延展和拉伸后可以使分子鏈軸成規(guī)則排列，并在與分子軸垂直方向上產(chǎn)生自發(fā)極化偶極子。當(dāng)在膜厚方向加直流高壓電場(chǎng)極化后，就可以成為具有壓電性能的高分子薄膜。這種薄膜有可撓性，并容易制成大面積壓電元件。這種元件耐沖擊、不易破碎、穩(wěn)定性好、頻帶寬。為提高其壓電性能還可以摻入壓電陶瓷粉末，制成混合復(fù)合材料( (PVF2P

14、ZT) )。 第19頁/共57頁三、三、 壓電式傳感器的測(cè)量電路壓電式傳感器的測(cè)量電路（一）（一）等效電路等效電路 當(dāng)壓電傳感器中的壓電晶體承受被測(cè)機(jī)械應(yīng)力的作用時(shí)，在它的兩個(gè)極面上出現(xiàn)極性相反但電量相等的電荷?？砂褖弘妭鞲衅骺闯梢粋€(gè)靜電發(fā)生器，如圖( (a) )。也可把它視為兩極板上聚集異性電荷，中間為絕緣體的電容器，如圖( (b) )。其電容量為 qq電極壓電晶體Ca(b)(a) 壓電傳感器的等效電路tStSCra0當(dāng)兩極板聚集異性電荷時(shí)，則兩極板呈現(xiàn)一定的電壓，其大小為aaCqU 第20頁/共57頁因此，壓電傳感器可等效為電壓源Ua和一個(gè)電容器Ca的串聯(lián)電路，如圖(a)；也可等效為一個(gè)電

15、荷源q和一個(gè)電容器Ca的并聯(lián)電路，如圖(b)。 qCaUaUaq/ Caq UaCaCa（a）電壓等效電路 （b）電荷等效電路壓電傳感器等效原理傳感器內(nèi)部信號(hào)電荷無“漏損”，外電路負(fù)載無窮大時(shí)，壓電傳感器受力后產(chǎn)生的電壓或電荷才能長期保存，否則電路將以某時(shí)間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律放電。這對(duì)于靜態(tài)標(biāo)定以及低頻準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量極為不利，必然帶來誤差。事實(shí)上，傳感器內(nèi)部不可能沒有泄漏，外電路負(fù)載也不可能無窮大，只有外力以較高頻率不斷地作用，傳感器的電荷才能得以補(bǔ)充，因此，壓電晶體不適合于靜態(tài)測(cè)量。第21頁/共57頁如果用導(dǎo)線將壓電傳感器和測(cè)量儀器連接時(shí),則應(yīng)考慮連線的等效電容,前置放大器的輸入電阻、輸入電容。Ca

16、RaCcRiCiq壓電傳感器的完整等效電路Ca傳感器的固有電容Ci 前置放大器輸入電容 Cc 連線電容Ra傳感器的漏電阻Ri前置放大器輸入電阻可見，壓電傳感器的絕緣電阻Ra與前置放大器的輸入電阻Ri相并聯(lián)。為保證傳感器和測(cè)試系統(tǒng)有一定的低頻或準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)，要求壓電傳感器絕緣電阻應(yīng)保待在1013以上，才能使內(nèi)部電荷泄漏減少到滿足一般測(cè)試精度的要求。與上相適應(yīng)，測(cè)試系統(tǒng)則應(yīng)有較大的時(shí)間常數(shù)，亦即前置放大器要有相當(dāng)高的輸入阻抗，否則傳感器的信號(hào)電荷將通過輸入電路泄漏，即產(chǎn)生測(cè)量誤差。 第22頁/共57頁（二）（二） 測(cè)量電路測(cè)量電路 壓電式傳感器的前置放大器有兩個(gè)作用：u把壓電式傳感器的高輸出阻變換成

17、低阻抗輸出；u放大壓電式傳感器輸出的弱信號(hào)。 前置放大器形式：u電壓放大器，其輸出電壓與輸入電壓（傳感器的輸出電壓）成正比；u電荷放大器，其輸出電壓與輸入電荷成正比。 第23頁/共57頁壓電式傳感器的測(cè)量電路 壓電式傳感器的特點(diǎn)：高阻抗，低能量。 接入高輸入阻抗前置放大器的作用：把傳感器的高輸出阻抗變換為低輸出阻抗。 壓電式傳感器的輸出可以是電壓信號(hào)，也可以是電荷信號(hào)。 電壓放大器 電荷放大器第24頁/共57頁1、電壓放大器AACaCaRaRiCiCcCRUiUSCUSCUa(a)(b)Ua第25頁/共57頁 2 2、電荷放大器、電荷放大器 電荷放大器是一個(gè)具有深度負(fù)反饋的高增益放大器，其基本

18、電路如圖。若放大器的開環(huán)增益A0足夠大，并且放大器的輸入阻抗很高，則放大器輸入端幾乎沒有分流，運(yùn)算電流僅流入反饋回路CF與RF。A0CaUUSC電荷放大器原理電路圖iRaqCFRF實(shí)際的電荷放大器由電荷轉(zhuǎn)換級(jí)、適調(diào)放大級(jí)、低通濾波級(jí)、電壓放大級(jí)、過載指示電路和功率放大級(jí)6部分組成。第26頁/共57頁根據(jù)上式畫出等效電路圖A0CaRaRCUSCUqCF、RF等效到A0的輸入端時(shí)，電容CF將增大( (1A0) )倍。電導(dǎo)1RF也增大了( (1A0) )倍。所以圖中C=( (1A0) )CF；1/ /R=( (1A0) )1RF，這就是所謂“密勒效應(yīng)”的結(jié)果。第27頁/共57頁ffCqUU0fice

19、CACCCAqU)1 (0fCqfCqUK10)(21cecHCCRfffLCRf21第28頁/共57頁UUqqCC,2,2UUqqCC2,21l并聯(lián)接法，輸出電荷大，時(shí)間常數(shù)大，宜用于測(cè)量緩變信號(hào)，并且適用于以電荷作為輸出量的場(chǎng)合。l串聯(lián)接法，輸出電壓大，本身電容小，適用于以電壓作為輸出信號(hào)，且測(cè)量電路輸入阻抗很高的場(chǎng)合。第29頁/共57頁dSCeeCQU 第30頁/共57頁第31頁/共57頁四、壓電式傳感器的應(yīng)用四、壓電式傳感器的應(yīng)用（一）壓電式加速度傳感器（一）壓電式加速度傳感器（二）壓電式壓力傳感器（二）壓電式壓力傳感器（三）壓電式流量計(jì)（三）壓電式流量計(jì)（四）集成壓電式傳感器（四）集

20、成壓電式傳感器（五）壓電式傳感器在自來水管道測(cè)漏中的應(yīng)用（五）壓電式傳感器在自來水管道測(cè)漏中的應(yīng)用第32頁/共57頁 當(dāng)傳感器感受振動(dòng)時(shí)，因?yàn)橘|(zhì)量塊相對(duì)被測(cè)體質(zhì)量較小，因此質(zhì)量塊感受與傳感器基座相同的振動(dòng)，并受到與加速度方向相反的慣性力，此力Fma。同時(shí)慣性力作用在壓電陶瓷片上產(chǎn)生電荷為 運(yùn)動(dòng)方向21345縱向效應(yīng)型加速度傳感器的截面圖（一）（一） 壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器其結(jié)構(gòu)一般有縱向效應(yīng)型、橫向效應(yīng)型和剪切效應(yīng)型三種?？v向效應(yīng)是最常見的, ,如圖。壓電陶瓷4和質(zhì)量塊2為環(huán)型，通過螺母3對(duì)質(zhì)量塊預(yù)先加載，使之壓緊在壓電陶瓷上。測(cè)量時(shí)將傳感器基座5與被測(cè)對(duì)象牢牢地緊固在一起。輸出

21、信號(hào)由電極1引出。qd33Fd33ma第33頁/共57頁此式表明電荷量直接反映加速度大小。其靈敏度與壓電材料壓電系數(shù)和質(zhì)量塊質(zhì)量有關(guān)。為了提高傳感器靈敏度，一般選擇壓電系數(shù)大的壓電陶瓷片。若增加質(zhì)量塊質(zhì)量會(huì)影響被測(cè)振動(dòng)，同時(shí)會(huì)降低振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，因此一般不用增加質(zhì)量辦法來提高傳感器靈敏度。此外用增加壓電片數(shù)目和采用合理的連接方法也可提高傳感器靈敏度。 第34頁/共57頁madFdqCdmaCqUmaF ma第35頁/共57頁（二）（二） 壓電式壓力傳感器壓電式壓力傳感器 根據(jù)使用要求不同，壓電式測(cè)壓傳感器有各種不同的結(jié)構(gòu)形式。但它們的基本原理相同。 壓電式測(cè)壓傳感器的原理簡圖。它由引線1、

22、殼體2、基座3、壓電晶片4、受壓膜片5及導(dǎo)電片6組成。當(dāng)膜片5受到壓力P作用后，則在壓電晶片上產(chǎn)生電荷。在一個(gè)壓電片上所產(chǎn)生的電荷q為 SPdFdq1111F作用于壓電片上的力；d11壓電系數(shù)；P壓強(qiáng)， ；S膜片的有效面積。SFP 123456p壓電式測(cè)壓傳感器原理圖第36頁/共57頁Fdq11SPF第37頁/共57頁 測(cè)壓傳感器的輸入量為壓力P，如果傳感器只由一個(gè)壓電晶片組成，則根據(jù)靈敏度的定義有： PqkqPUku0Sdkq1100CqU 011CSdku因?yàn)?，所以電壓靈敏度也可表示為 U0壓電片輸出電壓；C0壓電片等效電容電荷靈敏度電壓靈敏度電荷靈敏度第38頁/共57頁（三）（三） 壓

23、電式流量計(jì)壓電式流量計(jì)利用超聲波在順流方向和逆流方向的傳播速度進(jìn)行測(cè)量。其測(cè)量裝置是在管外設(shè)置兩個(gè)相隔一定距離的收發(fā)兩用壓電超聲換能器，每隔一段時(shí)間( (如1/ /100s) )，發(fā)射和接收互換一次。在順流和逆流的情況下，發(fā)射和接收的相位差與流速成正比。據(jù)這個(gè)關(guān)系，可精確測(cè)定流速。流速與管道橫截面積的乘積等于流量。 流量顯示1789輸出信號(hào)換能器換能器接收接收發(fā)射發(fā)射壓電式流量計(jì)此流量計(jì)可測(cè)量各種液體的流速，中壓和低壓氣體的流速，不受該流體的導(dǎo)電率、粘度、密度、腐蝕性以及成分的影響。其準(zhǔn)確度可達(dá)0.5%，有的可達(dá)到0.01%。根據(jù)發(fā)射和接收的相位差隨海洋深度深度的變化，測(cè)量聲速隨深度的分布情況

24、第39頁/共57頁（四）集成壓電式傳感器 是一種高性能、低成本動(dòng)態(tài)微壓傳感器，產(chǎn)品采用壓電薄膜作為換能材料，動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)通過薄膜變成電荷量，再經(jīng)傳感器內(nèi)部放大電路轉(zhuǎn)換成電壓輸出。該傳感器具有靈敏度高，抗過載及沖擊能力強(qiáng)，抗干擾性好，操作簡便，體積小、重量輕、成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)控制、交通、安全防衛(wèi)等領(lǐng)域。 脈搏計(jì)照片 典型應(yīng)用： 脈搏計(jì)數(shù)探測(cè) 按鍵鍵盤，觸摸鍵盤 振動(dòng)、沖擊、碰撞報(bào)警 振動(dòng)加速度測(cè)量 管道壓力波動(dòng) 其它機(jī)電轉(zhuǎn)換、動(dòng)態(tài)力檢測(cè)等 第40頁/共57頁 力敏元件主要性能指標(biāo)：力敏元件主要性能指標(biāo)：壓力范圍 1kPa靈敏度 0.2V/P非線性度 1 F.S頻率響應(yīng) 11000Hz標(biāo)準(zhǔn)工作電壓 4.5V（DC）擴(kuò)充工作電壓 315V(DC)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載電阻 2.2k擴(kuò)充電阻 1k12k外形尺寸 12.77.6重 量 1.5集成壓電傳感器連線電路集成壓電傳感器連線電路輸出力敏元件地線R=2.2k 電源集成壓電傳感器連線電路OO第41頁/共57頁（五