測(cè)試與傳感技術(shù)：壓電傳感器的應(yīng)用

1、2021/3/6,1,第六章：第三節(jié) 壓電傳感器的應(yīng)用,一、高分子壓電材料的應(yīng)用,1. 玻璃打碎報(bào)警裝置 將高分子壓電測(cè)振薄膜粘貼在玻璃上，可以感受到玻璃破碎時(shí)會(huì)發(fā)出的振動(dòng)，并將電壓信號(hào)傳送給集中報(bào)警系統(tǒng),粘貼位置,2021/3/6,2,高分子壓電材料制作的玻璃打碎傳感器,質(zhì)量塊,將厚約0.2mm左右的PVDF薄膜裁制成1020mm大小。在它的正反兩面各噴涂透明的二氧化錫導(dǎo)電電極，再用超聲波焊接上兩根柔軟的電極引線。并用保護(hù)膜覆蓋。 使用時(shí)，用瞬干膠將其粘貼在玻璃上。當(dāng)玻璃遭暴力打碎的瞬間，壓電薄膜感受到劇烈振動(dòng)，表面產(chǎn)生電荷Q ，在兩個(gè)輸出引腳之間產(chǎn)生窄脈沖報(bào)警信號(hào),2021/3/6,3,壓

2、電傳感器只能應(yīng)用于動(dòng)態(tài)測(cè)量,由于外力作用在壓電元件上產(chǎn)生的電荷只有在無泄漏的情況下才能保存，即需要測(cè)量回路具有無限大的輸入阻抗，這實(shí)際上是不可能的，因此壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量。壓電元件在交變力的作用下，電荷可以不斷補(bǔ)充，可以供給測(cè)量回路以一定的電流，故只適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量（一般必須高于100Hz，但在50kHz以上時(shí)，靈敏度下降,2021/3/6,4,2壓電式周界報(bào)警系統(tǒng)（用于重要位置出入口、周界安全防護(hù)等,將長(zhǎng)的壓電電纜埋在泥土的淺表層，可起分布式地下麥克風(fēng)或聽音器的作用，可在幾十米范圍內(nèi)探測(cè)人的步行, 對(duì)輪式或履帶式車輛也可以通過信號(hào)處理系統(tǒng)分辨出來。右圖為測(cè)量系統(tǒng)的輸出波形,2021/

3、3/6,5,3.交通監(jiān)測(cè),將高分子壓電電纜埋在公路上，可以獲取車型分類信息（包括軸數(shù)、軸距、輪距、單雙輪胎）、車速監(jiān)測(cè)、收費(fèi)站地磅、闖紅燈拍照、停車區(qū)域監(jiān)控、交通數(shù)據(jù)信息采集（道路監(jiān)控）及機(jī)場(chǎng)滑行道等,2021/3/6,6,高分子壓電電纜的應(yīng)用,將兩根高分子壓電電纜相距若干米，平行埋設(shè)于柏油公路的路面下約5cm，可以用來測(cè)量車速及汽車的載重量，并根據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的檔案數(shù)據(jù)，判定汽車的車型,2021/3/6,7,二、壓電陶瓷傳感器的應(yīng)用,壓電片的并聯(lián)接法,壓電陶瓷多制成片狀，稱為壓電片。壓電片通常是兩片（或兩片以上）粘結(jié)在一起，一般常用的是并聯(lián)接法。其總面積是單片的兩倍，極板上的總電荷Q并為單片電荷Q的兩倍,2021/3/6,8,壓電式動(dòng)態(tài)力傳感器以及在 車床中用于動(dòng)態(tài)切削力的測(cè)量,2021/3/6,9,壓電式動(dòng)態(tài)力傳感