傳感器與檢測技術(shù)第六章壓電式傳感器

傳感器與檢測技術(shù)第六章壓電式傳感器第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第一節(jié)壓電效應(yīng)當(dāng)某些物質(zhì)沿某一方向施加壓力或拉力時，會產(chǎn)生變形，此時這種材料的兩個表面將產(chǎn)生符號相反的電荷。當(dāng)去掉外力后，它又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。有時人們又把這種機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿默F(xiàn)象，稱為“順壓電效應(yīng)”。反之，在某些物質(zhì)的極化方向上施加電場，它會產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)去掉外加電場后，該物質(zhì)的變形隨之消失，這種將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的現(xiàn)象，稱為“逆壓電效應(yīng)”。

第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第一節(jié)壓電效應(yīng)壓電晶體的壓電效應(yīng)可用下面的一般關(guān)系式表達(dá)壓電元件的坐標(biāo)系表示法第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第一節(jié)壓電效應(yīng)各平面的電荷密度第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第一節(jié)壓電效應(yīng)壓電系數(shù)矩陣石英晶體的壓電矩陣為

第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第一節(jié)壓電效應(yīng)其它壓電常數(shù)：（一）壓電常數(shù)g

（二）壓電常數(shù)h（三）機(jī)電耦合系數(shù)K第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第二節(jié)壓電材料一、壓電材料簡介1．壓電晶體2．壓電陶瓷3．壓電材料的主要特性指標(biāo)壓電系數(shù)d：表示壓電材料產(chǎn)生電荷與作用力的關(guān)系。一般為單位作用力下產(chǎn)生電荷的多少。單位為C/N。剛度H：壓電材料的剛度是它固有頻率的重要參數(shù)。介電常數(shù)：這是決定壓電晶體固有電容的主要參數(shù)，而固有電容將影響傳感器工作頻率的下限值。電阻R：它是壓電晶體的內(nèi)阻，它的大小決定其泄漏電流居里點(diǎn)：即壓電效應(yīng)消失的溫度轉(zhuǎn)變點(diǎn)。第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第二節(jié)壓電材料第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第二節(jié)壓電材料二、石英晶體的壓電特性第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第二節(jié)壓電材料三、壓電陶瓷四、其它壓電材料第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第三節(jié)壓電元件常用結(jié)構(gòu)形式（一）厚度變形（TE方式）（二）長度變形（LE方式）（三）面剪切變形（FS方式）（四）厚度剪切變形（TS方式）（五）彎曲變形（BS方式）（六）體積變形（VE方式）第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第三節(jié)壓電元件常用結(jié)構(gòu)形式（七）雙晶片或多晶片第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)等效電路與測量電路一、等效電路第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)等效電路與測量電路二、測量電路（一）電壓放大器（阻抗放大器）第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)等效電路與測量電路第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)等效電路與測量電路（二）電荷放大器放大器輸出端的電壓為又因(1+A)CF>>CC+C0，故第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第五節(jié)壓電式傳感器的應(yīng)用舉例一、壓電式加速度傳感器第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六二、壓電式壓力傳感器第五節(jié)壓電式傳感器的應(yīng)用舉例第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第五節(jié)壓電式傳感器的應(yīng)用舉例三、壓電式流量計(jì)第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第五節(jié)壓電式傳感器的應(yīng)用舉例四、微重力壓電晶體生物傳感器第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六第六節(jié)壓電式傳感器的誤差一、環(huán)境溫度的影響二、濕度的影響三、橫向靈敏度和它所引起的誤差四、電纜噪聲五、接地回路噪聲第二十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期六總結(jié)原始輸入量