第5章--压电传感器.ppt

（一）石英晶体热释电效应：当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。逆压电效应：是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。注意压电元件必须有一定的预应力，这样可以保证在作用力变化时，压电片始终受到压力，因为此时输出与作用力成线性关系。二、压电式传感器测量电路作用：1、把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出；2、把传感器的微弱信号进行放大。高分子振动传感器用于汽车防盗报警器,卧式滚筒洗衣机振动不平衡及其他要求安静,小噪音的家用电器如空调及电子靶镖记分等振动信号的检测,也可以用于记数器的触发器做为柔性开关。习题1答：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，即需要测量回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的。压电元件在交变力的作用下，电荷可以不断补充，可以供给测量回路以一定的电流，故只适用于动态测量。习题3K=K1K2K3=10x0.008x25=2mm/mPa（三）压电式加速度传感器基座基座压电片质量块m压簧壳体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）高分子压电电缆的应用演示将两根高分子压电电缆相距若干米，平行埋设于柏油公路的路面下约5cm，可以用来测量车速及汽车的载重量，并根据存储在计算机内部的档案数据，判定汽车的车型。玻璃打碎报警装置将高分子压电测振薄膜粘贴在玻璃上，可以感受到玻璃破碎时会发出的振动，并将电压信号传送给集中报警系统。粘贴位置*第五章压电式传感器压电式传感器的测量原理：利用压电效应将被测量的变化转变为电荷量的变化。可制成力、压力、加速度等传感器。体积小、轻便、频带宽、灵敏度高。第一节压电式传感器原理压电效应：某些晶体在一定方向上受到外力作用时，内部产生极化现象，相应在晶体的两个表面上产生符号相反的电荷。当外力除去时，电荷消失；当外力反向时，电荷极性也反向。一、压电效应天然形成的石英晶体外形二、石英晶体的压电效应石英：二氧化硅单晶，六角棱柱体，X、Y、Z三个晶轴。ｙxｚＺ光轴Ｘ电轴机械轴坐标轴晶体切块石英晶体切片双面镀银并封装1、X向应力--纵向压电效应电荷计算：2、Y向应力—横向压电效应Ｚ光轴Ｘ电轴机械轴晶体切块压力拉力压力拉力分别为两个方向的压电系数。且：关于压电效应的解释：硅离子硅离子硅离子氧离子氧离子氧离子石英晶体在X-Y平面离子分布X方向受力Y方向受力Z方向受力将不产生压电效应！三、压电陶瓷的压电效应压电陶瓷：多晶铁电体，具有电畴（分子自发形成的电场区域）结构的压电材料。正常状态下对外不呈现电荷。在一定温度下，给压电陶瓷加一强电场进行极化处理，内部电畴的排列被人为地规则化，当强电场撤消后，压电陶瓷就具有了压电特性。多晶铁电体在强电场中极化电畴排列规则化电荷计算：为纵向压电系数。取压电材料的极化方向为Z轴Z受压Y受压电荷计算：极化面面积受力面面积且：第二节压电材料及压电元件一、压电材料要求：1）压电常数大；2）机械强度高，刚度大，并具有较高的固有振动频率；3）电阻率大，介电常数大；4）居里点高（71页）；5）时间稳定性好。酒石酸钾钠???无机化工?????无机盐

外观?无色透明或白色结晶

用途：在印刷业上制版、制镜、热水瓶工业作还原剂，电镀工业络合剂，医药上作缓泻剂，电讯工业上用以制晶体喇叭及话筒，化肥工业ADA脱硫剂，在玻璃或其他工业上均有应用。（二）水溶性压电晶体（三）铌酸锂晶体高温环境使用的一种压电传感器，也可用来制作光电传感器。（四）压电陶瓷压电半导体兼有半导体和压电两种物理性能，因此，既可用它的压电性能研制压电式力敏传感器，又可利用其半导体性能加工成电子器件，将两者结合起来，就可研制出传感器与电子线路一体化的新型压电传感测试系统。（五）压电半导体高分子压电薄膜和电缆电缆（六）高分子压电材料二、压电元件+-++-+-+-+-+-