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1、第6章 壓電式傳感器,本章知識(shí)點(diǎn)(技能點(diǎn)): 1壓電效應(yīng)的現(xiàn)象 2壓電元件的常用結(jié)構(gòu)形式 3壓電式傳感器的測(cè)量電路 4常用的壓電式傳感器的型號(hào),先導(dǎo)案例: 位于我國(guó)敦煌城南約5公里處的鳴沙山,東起莫高窟崖頂,西接黨河水庫(kù),整個(gè)山體由細(xì)米粒狀黃沙積聚而成,狂風(fēng)起時(shí),沙山會(huì)發(fā)出巨大的響聲,輕風(fēng)吹拂時(shí),又似管弦絲竹。那么,到底是什么原因使得沙子發(fā)出各種各樣的聲響呢?古時(shí)候,由于科學(xué)不發(fā)達(dá),人們以為這是神鬼在作怪,是地獄的魔鬼在呼叫,是地下寺院里的鐘聲在呼喚著僧侶們?nèi)テ矶\。當(dāng)然,這些都是傳說。前蘇聯(lián)的一位學(xué)者在考察了鳴沙山以后,認(rèn)為這與壓電效應(yīng)有關(guān)系。,6.1壓電效應(yīng) 當(dāng)沿著一定方向?qū)δ承┪镔|(zhì)施加拉力
2、或壓力時(shí),物質(zhì)會(huì)發(fā)生變形,內(nèi)部便會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,因此,在其上下表面會(huì)產(chǎn)生符號(hào)相反的等量電荷,外力消失后,物質(zhì)又重新回到不帶電狀態(tài),這種現(xiàn)象就稱為壓電效應(yīng)。相反,如果將這些物質(zhì)(物體)置于電場(chǎng)中,其幾何尺寸也會(huì)發(fā)生變化,這種由外電場(chǎng)作用導(dǎo)致物質(zhì)(物體)產(chǎn)生機(jī)械變形的現(xiàn)象,稱為逆壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)。具有壓電效應(yīng)的物體就稱為壓電材料或壓電元件。 常見的壓電材料:有石英、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等。,6.1.1 石英晶體的壓電效應(yīng),a) b) c) 圖6-1 石英晶體的外形、坐標(biāo)軸及切片 (a)石英晶體的外形 (b)坐標(biāo)軸 (c)石英晶體切片,a)極化餉 b)極化 c)極化后圖6-2 壓電陶瓷的極化過程,6.1.2壓電陶瓷的壓電效應(yīng),6.2 壓電元件的常用結(jié)構(gòu)型式,6.3 壓電元件的等效電路,6.4 壓電傳感器的測(cè)量電路,1電壓放大器,2電荷放大器,6.5 壓電式傳感器的應(yīng)用,先導(dǎo)案例解決: 鳴沙地都屬于細(xì)沙尖,當(dāng)中的石英沙占了其中的一半多,石英沙里邊有石英晶體。石英晶體具有特殊的壓電性質(zhì),使得沙里邊的這些石英沙粒對(duì)壓力非常敏感,只要一受到擠壓就會(huì)帶電,在電的作用下它又會(huì)來來回回地伸縮振動(dòng)。振動(dòng)得越厲害
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