壓電式傳感器應(yīng)用

關(guān)于壓電式傳感器應(yīng)用第一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日壓電式傳感器？壓電傳感器是一種有源器件。它能在外加機(jī)械激勵(lì)下輸出與激勵(lì)成正比的電信號(hào)。壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)（晶體，極化的陶瓷，高分子聚合物和負(fù)合材料等），當(dāng)在它的適當(dāng)方向施加作用力時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電極化狀態(tài)的變化，同時(shí)在電介質(zhì)的兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反、與外力成正比的束縛電荷。這種由外力作用而導(dǎo)致電介質(zhì)帶電的現(xiàn)象即為壓電效應(yīng)。壓電材料：石英，陶瓷第二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日壓電傳感器存在于生活的每個(gè)角落了解一些傳感器的基本原理第三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)用實(shí)例

壓電壓力傳感器測(cè)量電路引線基座壓電片受壓膜片導(dǎo)電片殼體第四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)用實(shí)例

壓電加速度傳感器壓電片質(zhì)量塊基座預(yù)緊螺母被測(cè)體第五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)用實(shí)例

壓電式血壓計(jì)輸出壓電片塑料塊敏感振膜充氣帶基座血壓第六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日在心音采集中的應(yīng)用舉例加速度式心音傳感器：將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)心音：是一種生物機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象，隨著心臟的收縮和舒張，造成瓣膜的迅速打開(kāi)或關(guān)閉，從而形成了由血流湍流引起的振動(dòng)，脈管中血流的加速和減速也會(huì)造成血管的振動(dòng)，這些振動(dòng)傳到胸腔表面就是心音。這些聲音的頻率范圍一般都在20～200Hz以內(nèi)第七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日壓電式聲傳感器當(dāng)交變信號(hào)加在壓電陶瓷片兩端面時(shí)，由于壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，陶瓷片會(huì)在電極方向產(chǎn)生周期性的伸長(zhǎng)和縮短。壓電陶瓷換能器結(jié)構(gòu)圖第八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)一定頻率的聲頻信號(hào)加在換能器上時(shí)，換能器上的壓電陶瓷片受到外力作用而產(chǎn)生壓縮變形，由于壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)，壓電陶瓷上將出現(xiàn)充、放電現(xiàn)象，即將聲頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成了交變電信號(hào)。這時(shí)的聲傳感器就是聲頻信號(hào)接收器。

如果換能器中壓電陶瓷的振蕩頻率在超聲波范圍，則其發(fā)射或接收的聲頻信號(hào)即為超聲波，這樣的換能器稱為壓電超聲換能器。第九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日壓電式流量計(jì)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。第十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日壓電式傳感器在測(cè)漏中的應(yīng)用如果地面下一均勻的自來(lái)水直管道某處O發(fā)生漏水，水漏引起的振動(dòng)從O點(diǎn)向管道兩端傳播，在管道上A、B兩點(diǎn)放兩只壓電傳感器，由從兩個(gè)傳感器接收到的由O點(diǎn)傳來(lái)的t0時(shí)刻發(fā)出的振動(dòng)信號(hào)所用時(shí)間差可計(jì)算出LA或LB。第十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日兩者時(shí)間差為Δt=tA-tB=（LA-LB

）/v又L=LA+LB，所以第十二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日壓電聲傳感器在超聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用超聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置第十三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦交流信號(hào)加在壓電陶瓷片兩端面時(shí)，壓電陶瓷片將產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，在空氣中激發(fā)出聲波。所以，換能器S1是聲頻信號(hào)發(fā)生器。當(dāng)S發(fā)出的聲波信號(hào)經(jīng)過(guò)空氣傳播到達(dá)換能器S2時(shí)，空氣振動(dòng)產(chǎn)生的壓力作用在S2的壓電陶瓷片上使之出現(xiàn)充、放電現(xiàn)象，在示波器上就能檢測(cè)出該交變信號(hào)。所以，換能器S2是聲頻信號(hào)接收器。第十四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日加速度型心音傳感器這類傳感器的結(jié)構(gòu)形式很多，均根據(jù)慣性原理來(lái)測(cè)量振動(dòng)或者加速度，采用壓電元件是常用的一種方法。結(jié)構(gòu)上由（質(zhì)量塊，彈簧，外殼構(gòu)成的振動(dòng)系統(tǒng)）+（壓電元件）兩部分構(gòu)成。為獲得合適的阻尼，殼體內(nèi)充硅油和橡膠。硬彈簧和質(zhì)量塊一起向壓電片施加靜態(tài)預(yù)壓縮載荷，它要遠(yuǎn)大于測(cè)量中可能承受的最大動(dòng)應(yīng)力。當(dāng)傳感器向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量塊產(chǎn)生的慣性力使壓電元件上的壓力增加；反之，則壓力減小。壓電元件將慣性質(zhì)量的位移或振動(dòng)加速度轉(zhuǎn)換成電量來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。測(cè)量心音是一種典型的應(yīng)用。第十五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日原理將一個(gè)質(zhì)量塊以一定的預(yù)應(yīng)力安裝在雙壓電晶體上壓電晶體和導(dǎo)線都用導(dǎo)電膠粘結(jié)在底座上。測(cè)量時(shí)將心音傳感器底座用橡皮膏與人體體表粘結(jié)傳感器感受與人體體表相同頻率的振動(dòng)質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在壓電晶體上為質(zhì)量塊質(zhì)量，為加速度第十六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日壓電式爆震傳感器：爆震傳感器：安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體上一般在二缸的外圍，用于更好控制發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震燃燒。第十七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日第十八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日壓電式爆震傳感器輸出特性：第十九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日ECU根據(jù)爆震信號(hào)超過(guò)基準(zhǔn)值的次數(shù)來(lái)判定爆震強(qiáng)度，其次數(shù)越多，爆震