压电传感教学教材.ppt

机械工业出版社《自动检测与转换技术》第六章多媒体课件2009－5－1 更新;第六章 压电传感器 ; 我们先来看一个实验。在完全黑暗的环境中，将一块干燥的冰糖用榔头敲碎，可以看到冰糖在破碎的一瞬间，发出暗淡的蓝色闪光，这是强电场放电所产生的闪光，产生闪光的机理是晶体的压电效应;第一节 压电传感器的工作原理;一、压电效应;自然界中与压电效应有关的现象很多，例如在敦煌的鸣沙丘上，当许多游客在沙丘上蹦跳或从鸣沙丘上往下滑时，可以听到雷鸣般的隆隆声。产生这个现象的原因是无数干燥的沙子（SiO2晶体）在振动压力下，表面产生电荷 ，在某些时刻，恰好形成电压串联，产生很高的电压，并通过空气放电而发出声音。 在电子打火机中，多片串联的压电材料受到敲击，产生很高的电压，通过尖端放电，而点燃。 与此相反，在音乐贺卡中是利用集成电路的输出脉???电压，来激励压电片，利用逆压电效应产生振动而发声的。;——鸣沙山上的逆压电效应;（一）石英晶体;天然形成的石英晶体外形（续） ;石英晶体切片及封装;石英晶体振荡器（晶振）;（二）压电陶瓷;压电陶瓷外形;无铅压电陶瓷及其换能器外形 （上海硅酸盐研究所研制）;高分子压电薄膜及拉制 ;（三）高分子压电材料 ;高分子压电材料制作的压电薄膜和电缆;可用于波形分析及报警的高分子压电踏脚板;压电式脚踏报警器;高分子压电薄膜制作的压电喇叭（逆压电效应）;第二节 压电传感器的测量转换电路 ;便携式测振仪外形;显示波形的演示（振动的时域/频域图形）（东方研究所资料）;在图6-4中，开关“ON”和“R”分别是什么功能？从开关3的档位可知，该便携式测振仪可以切换几路信号？在室外使用时，应使用什么电源？在室内使用时，应改用什么电源？ 所显示的基波频率是多少？;上图所示的四通道电荷放大器指标（参考东方振动和噪声技术研究所资料）;超小型电荷放大器模块;其他电荷放大器外形;多通道电荷放大器外形;第三节 压电传感器的应用 ;高分子压电材料制作的玻璃打碎传感器;由于外力作用在压电元件上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，因此压电传感器不能用于静态测量。压电元件在交变力的作用下，电荷可以不断补充，所以压电传感器只适用于动态测量。 动态频率必须高于100Hz，但在30kHz以上时，灵敏度急剧下降。; 2．压电式周界报警系统（用于重要位置出入口、周界安全防护等）;3.交通监测 ;高分子压电电缆的应用演示;二、压电陶瓷传感器的应用 ;压电式动态力传感器以及在 车床中用于动态切削力的测量 ;压电式动态力传感器在体育动态测量中的应用;第四节 振动的测量 ;地震的巨大威力;地震波形;二、测振传感器分类 ;三、压电式振动加速度传感器的 结构及外形 ;四、压电振动加速度传感器的性能指标（以某小型“内装IC的压电加速度传感器”为例）; 如何选择压电传感器 灵敏度低的传感器可用于动态范围很宽的振动测量，例如打桩机的冲击振动、汽车的撞击试验、炸弹的贯穿延时引爆等。而高灵敏度的压电传感器可用于测量微弱的振动。例如用于寻找地下管道的泄漏点（水管漏水处可发出几千赫的特殊振动），或测量桥梁、楼房、桩基的受激振动以及分析精密机床床身的振动以提高加工精度等。;五、压电加速度传感器的安装及使用 ;五、压电加速度传感器的使用 （续）;五、压电加速度传感器的使用 （续）;休息一下