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* * 同学们好！ 压电器件 受力、表面形变 电荷 §5-1 压电效应和压电材料 一、压电效应 1、正（顺）压电效应 2、逆压电效应（电致伸缩） 压电介质 正压电效应 Q(E) 电能 T(S) 机械能 逆压电效应 二、压电材料简介 压电常数 弹性常数（刚度） 介电常数 机电耦合系数 电阻 居里点 压电效应强弱：灵敏度 固有频率、动态特性 固有电容、频率下限 机电转换效率 泄漏电荷、改善低频特性 丧失压电性的温度 常用压电材料 三、石英晶体的压电特性 居里点573℃，六角晶系结构 光轴 电轴 机械轴 x轴方向受力：压力 x轴方向受力：拉力 y轴方向受力：压力 y轴方向受力：拉力 四、压电陶瓷的压电现象 人造多晶体：经极化处理后的人工多晶铁电体 电畴 未极化前：不具压电性 撤销外电场 加外电场 E 对外不呈极性 加力F：放电现象 取消F：充电现象 机械能 电能 正压电效应： §5-2 等效电路和测量电路 一、压电晶片的连接方式 （1）并联： （2）串联： 二、压电传感器的等效电路 只适宜动态测量 压电晶片： 压电传感器： 压电传感器在实际测量系统中的等效电路 三、压电传感器的测量电路 前置放大器的作用： （1）放大 （2）阻抗转换 电压放大器 电荷放大器 1、电压放大器 前置放大器输入端电压： 前置放大器输入端电压幅值： 输入电压与作用力间的相位差： 时间常数 输入电压与作用力间的相位差： 时间常数 讨论： 适合测量高频交变力 由运算放大器构成的电压比例放大器 2、电荷放大器 灵敏度 与电缆电容无关 上限 下限 §5-3 压电传感器的应用 例1： 压电式测力传感器 压电式三向力传感器 例2： 压电式压力传感器 电极结构 预紧力 例3：压电引信 压电陶瓷：弹丸起爆装置——破甲弹 例4：火炮堂内压力测试 发射药在堂内燃烧形成压力完成炮弹的发射。 堂内压力的大小，不仅决定着炮弹的飞行速度，而且与火炮、弹丸的设计有着密切关系。 例5：压电式加速度传感器 —— 重块质量 —— 加速度 例6：冲击试验台的标定和检测 产品过载冲击试验 跌落高度h 被冲击介质：钢、橡胶、塑料、木块 加速度 产品 例7：汽车安全气囊系统 事故性碰撞：点火信号、电点火管、气体发生剂、 气体、充气、弹性体 *
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