机械工程测试技术（第3版）课件：压电式传感器.pptx

压电式传感器

一、变换原理--压电效应

二、压电效应

某些物质(如石英)，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为正压电效应。

?压电传感器：一种有源传感器，亦即发电型传感器。它利用某些材料的压电效应，这些材料在受到外力作用时，在材料的表面会产生电荷。;

;

压电陶瓷

?多晶体压电材料，压电系数高，灵敏度较石英材料高，但工作温度低，温度稳定性和机械强度都不如石英。

?新型压电陶瓷材料：;

研究发现：动物的骨、腱、牙齿、皮肤、肌肉、血管、韧带、毛发等，都程度不同地存在压电效应。

长期停留在太空处于失重状态下的宇航员，骨骼会受到一定程度的损害,受损伤最严重的是足跟骨。

有的宇航员返回地面3个月后，足跟骨都未能恢复正常。这是由于宇航员在太空中长期失重的条件下，骨头所受的压力减少，使刺激骨头生长的压电效应减弱了。;

;

四、测量电路

压电传感器内阻较高，输出电信号很微弱，应把传感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器中，经过阻抗变换(将高输出阻抗变换为低输出阻抗)后，方可输入到后续显示仪表中。;

?逆压电效应的应用：

?压电致动器：施加一高频交变电压，可将压电体作成一振动源，利用这一原理可制造高频振动台、超声波发生器、扬声器、高频开关等。

?精密微位移装置：用于制成录像带头定位器、点阵式打印机头、继电器、电风扇等。;

惯性式加速度传感器的工作频段是在ω/ωn=0~1之间的平坦段；在该平坦段内，振动位移xo正比于被测加速度。;

压电式动态力传感器

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;

压电式脚踏报警器