7压电式传感器.pptx
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第7章压电式传感器;7.1压电效应与压电材料;7.1.1.1石英晶体的压电效应;;2压电常数和表面电荷的计算;;;;;;;;;7.1.2压电材料;;;7.2压电式传感器测量电路;;;7.2.2电压放大器;7.2.3电荷放大器;7.3压电式传感器的误差;7.4压电式传感器的应用
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* Date: * Page: * 第5章 压电式传感器 5.1压电效应与压电材料 5.2压电式传感器的测量电路 5.3压电式传感器的常用型号 5.4压电式传感器的应用 压电式传感器是一种典型的有源传感器，它利用了电介质物体在外力作用下会在其表面产生电荷的原理，来完成非电量的测量，故又称为自发电式传感器或电势式传感器 5.1压电效应与压电材料 5.1.1压电效应 某些电介质物体，在沿一定方向对其施加压力和拉力而使之变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面上会产生电荷。当将外力去掉后，它们又重新回到不
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聚偏氟乙烯压电效应高分子压电材料
聚偏氟乙烯压电材料压电器件相当于具有一定电容的电荷源,其电容电容两极板间开路电压为2压电式传感器的等效电路等效电路若考虑负载(测量电路),等效电路如下：7.2压电式传感器的等效电路Ra为传感器的绝缘电阻,Ca为传感器的等效电容7.2压电式传感器的等效电路假设一恒力F作用于压电器件,产生电量q,则输出电压为①压电传感器本身产生的电荷量很小,且传感器本身的电阻很大(压电器件绝缘电阻Ra一般在1013～1014以上),因此输出信号很微弱,对后续测量电路提出很高的要求。②由于传感器的内阻对于后续电路的输入电阻Ri非无限大,电路将按指数规律放电,造成测量误差。电路的放电
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第五章 压电式传感器 利用压电式传感器进行测量时，由于它要与测量电路相连接，于是应考虑电缆电容Cc，放大器的输入电阻Ri、输入电容Ci以及压电传感器的泄漏电阻Ra，从而可以得到压电传感器完整等效电路。 Q Ca Ra Cc Ri Ci 压电传感器产生的电荷很少，信号微弱，而自身又要有极高的绝缘电阻，因此需经测量电路进行阻抗变换和信号放大，且要求测量电路输入端必须有足够高的阻抗和较小的分布电容，以防止电荷迅速泄漏，电荷泄漏将引起测量误差。 ± U Ca Ra Cc Ri Ci 第五章 压电式传感器 §6-3 压电式传感器的测量线路 根据压电式
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第7章 压电式传感器 6．5 压电传感器的应用 超声波传感器 振动式液位开关 压电加速度计 压电元件产品 第7章 压电式传感器 6．5 压电传感器的应用 点火器 晶体 第7章 压电式传感器 本章小结： 压电效应 、压电材料以及压电元件 结构形式 ； 压电传感器等效电路与测量电路， （1）电压放大器，（2）电荷放大器； 压电传感器的应用 * 第7章 压电式传感器 主要内容 1.压电效应 2.压电材料 3.压电元件结构 4.等效电路与测量电路 5.压电传感器的应用 第7章 压电式传感器 概述 压电式传感器是一种典型的发电型传感器，以电介质的压电效应为基础，外力作用下在
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集成压电式传感器 是一种高性能、低成本动态微压传感器，产品采用压电薄膜作为换能材料，动态压力信号通过薄膜变成电荷量，再经传感器内部放大电路转换成电压输出。该传感器具有灵敏度高，抗过载及冲击能力强，抗干扰性好，操作简便，体积小、重量轻、成本低等特点，广泛应用于医疗、工业控制、交通、安全防卫等领域。 脉搏计照片 ? 典型应用： ·脉搏计数探测 ·按键键盘，触摸键盘 ·振动、冲击、碰撞报警 ·振动加速度测量 ·管道压力波动 ·其它机电转换、动态力检测等 高分子压电材料的应用 1. 玻璃打碎报警装置 将高分子压电测振薄膜粘贴在玻
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压电式传感器.pdf
压电式传感器
博尔塔拉职业技术学院
学习目标
C压电式传感器的实际应用
B
压电式传感器的工作原理
A压电式传感器的定义
任务一压电式传感器的定义
压电式传感器：
广义的讲，凡是利用压电材料各种物理效应构成的传
感器，都可以称为压电式传感器，压电式传感器在各
种动态力，机械冲击与振动测量以及声学，力学，医
学，宇航等领域中得了广泛应用。
例如：用测量发动机内部燃烧压力与真空度，枪炮子
弹在膛中击发的一瞬间膛压的变化和炮口的冲击波压
力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微
小的压力，压电式传感器也广泛应用在生物医学检测
中，比如说心室导管式微音器就是由压电式传感器制
成的。
任务一压电式
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第7章 压电式传感器 6．5 压电传感器的应用 超声波传感器 振动式液位开关 压电加速度计 压电元件产品 第7章 压电式传感器 6．5 压电传感器的应用 点火器 晶体 第7章 压电式传感器 本章小结： 压电效应 、压电材料以及压电元件 结构形式 ； 压电传感器等效电路与测量电路， （1）电压放大器，（2）电荷放大器； 压电传感器的应用 * 第7章 压电式传感器 主要内容 1.压电效应 2.压电材料 3.压电元件结构 4.等效电路与测量电路 5.压电传感器的应用 第7章 压电式传感器 概述 压电式传感器是一种典型的发电型传感器，以电介质的压电效应为基础，外力作用下在
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第7节 压电式传感器.ppt
第六章 压电式传感器 压电效应及压电材料 压电效应 某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态。 压电材料受力变形，在表面产生电荷——正压电效应 压电材料通电压，材料变形——逆压电效应 压电材料 压电晶体 压电陶瓷 压电材料的主要特性参数 压电常数是衡量材料压电效应强弱的参数, 它直接关系到压电输出的灵敏度。 压电材料的弹性常数、 刚度决定着压电器件的固有频率和动态特性。 对于一定形状、 尺寸的压电元件, 其固有电容与介电常数有关; 而固有电容又影响着压电传感器的频率下限。 在压电效
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第7章1 压电式传感器.pdf
传感器原理与应用
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第7章 压电元件与超声波传感器
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第7章 压电式传感器
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概述
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压电式传感器以电介质的压电效应为基础，
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外力作用下在电介质表面产生电荷，从而实
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现非电量测量,是一种典型的发电型传感器.
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压电式传感器可以对各种动态力、机械冲击
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第5章2 压电式传感器.ppt
5.3 压电式传感器 (2)测量电路 二、压电式传感器等效电路和测量电路 b.电荷放大器: 由运算放大器基本特性可知，电荷放大器的输出电压 通常 ，故 ，则上式可近似表达为 （9） （10） 充电电压接近等于放大器的输出电压 几点结论： 1、电荷放大器的输出电压只与输入电荷量和反馈电容有关,而与放大器的放大系数的变化或电缆电容等均无关系
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压电式力传感器.ppt
*1.电压放大器图6-11（a）、(b）是电压放大器电路原理图及其等效电路。电压放大器电路原理及其等效电路图（a）电压放大器电路;（b）等效电路（a）（b）AU0CiRiCeRaUaCaUiCRCaUaU0UiA第31页，共71页，星期日，2025年，2月5日*式中：Um——压电元件输出电压幅值，Um=dFm/Ca；Fm——作用力的幅值；d——压电系数；?—作用动态力的变化频率。图中，等效电阻若压电元件受正弦力f=Fmsinωt的作用，则压电元件上产生的电荷为：等效电容C=Cc+Ci压电元件上产生的电压为：CRCaUaU0UiA图(b)第32页，共71页，星期日，2025年，2月5日*求放大
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第06章+压电式传感器.ppt
压电材料可实现机－电能量的相互转换. 如图示可逆性： 根据电压灵敏度Km的定义， 当ω(Ca+Cc+Ci)R1 时，传感器电压灵敏度Ku表达式如下： 压电式传感器的测量电路 电荷放大器 BZ-8701A袖珍式测振仪 压电式传感器 压电传感器在实际使用时总要与测量仪器或测量电路相连接，因此还需考虑连接电缆的等效电容Cc，放大器的输入电阻Ri , 输入电容Ci以及压电传感器的泄漏电阻Ra。这样，压电传感器在测量系统中的实际等效电路， 如图6 - 8所示。 图6-8 压电传感器的实际等效电路 （a） 电压源; （b） 电荷源 6.2.2 压电式传感器
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第06章 压电式传感器.ppt
* 第6章 压电式传感器 第6章 压电式传感器 6.1 压电效应及压电材料 6.2 压电式传感器测量电路 6.3 压电式传感器的应用 6.1 压电效应及压电材料 某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷， 当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态。这种现象称压电效应。 当作用力方向改变时，电荷的极性也随之改变。有时人们把这种机械能转换为电能的现象， 称为“正压电效应”。相反，当在电介质极化方向施加电场，这些电介质也会产生几何变形，这种现象称为“逆压电效应”（电致伸缩效应）。具有压电效应的材料称为压电材料，
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压电式传感器介绍和学习.ppt
第1页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三压电式传感器是以某些晶体受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器。它可以测量最终能变换为力的各种物理量，例如力、压力、加速度等。压电式传感器具有体积小、重量轻、频带宽、灵敏度高等优点。近年来压电测试技术发展迅速，特别是电子技术的迅速发展，使压电式传感器的应用越来越广泛。第2页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三第一节压电效应某些晶体，在一定方向受到外力作用时，内部将产生极化现象，相应地在晶体的两个表面产生符号相反的电荷；当外力作用除去时，又恢复到不带电状态。当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变，这种现象称为压电效应。具有压电效
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压电式力学量传感器.ppt
最为突出的是这种传感器能直接输出一个高电平、低阻抗的信号〔输出电压可达几伏)，它可以用普通的同轴电缆输出信号，一般不需要再附加放大器，只有在测量低电平振动时，才需要再放大，并可很容易直接输至示波器、带式记录器、检流计和其它普通的指示仪表。另一个显著的优点是，由于采用石英晶片作压电元件，因此在很宽的温度范围内灵敏度十分稳定，而且经长期使用，性能也几乎不变。12优点(2)：电荷放大器是压电式传感器另一种专用的前置放大器。它能将高内阻的电荷源转换为低内阻的电压源，而且输出电压正比于输入电荷，因此，电荷放大器同样也起着阻抗变换的作用，其输入阻抗高达1010一1012Ω，输出阻抗小于100Ω．使用电荷放