壓電式傳感器 (3)講稿

1、關(guān)于壓電式傳感器 (3)第一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 概述 壓電式傳感器的工作原理是基于某些介質(zhì)材料的壓電效應(yīng)，是典型的有源傳感器。當(dāng)某些材料受力作用而變形時，其表面會有電荷產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)非電量測量。壓電式傳感器具有體積小，重量輕，工作頻帶寬、靈敏度高、工作可靠、測量范圍廣等特點(diǎn)，因此在各種動態(tài)力、 機(jī)械沖擊與振動的測量，以及聲學(xué)、醫(yī)學(xué)、力學(xué)、宇航等方面都得到了非常廣泛的應(yīng)用。第二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r，其內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上便產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，其又

2、重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力方向改變時，電荷的極性也隨之改變。有時人們把這種機(jī)械能轉(zhuǎn)為電能的現(xiàn)象，稱為“正壓電效應(yīng)”。相反，當(dāng)在電介質(zhì)極化方向施加電場，這些電介質(zhì)也會產(chǎn)生變形，這種現(xiàn)象稱為“逆壓電效應(yīng)”（電致伸縮效應(yīng)）。第三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料具有壓電效應(yīng)的材料稱為壓電材料，壓電材料能實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量的相互轉(zhuǎn)換電能機(jī)械能正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)第四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料石英晶體、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等材料是性能優(yōu)良的壓電材料。壓電材料可以分為兩大類：壓電晶體和壓電陶瓷。前者為晶體，后者為極化

3、處理的多晶體。他們都具有較大的壓電常數(shù)，機(jī)械性能良好，時間穩(wěn)定性好，溫度穩(wěn)定性好等特性，所以是較理想的壓電材料。第五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料 壓電材料的主要特性參數(shù)有： （1） 壓電常數(shù)：壓電常數(shù)是衡量材料壓電效應(yīng)強(qiáng)弱的參數(shù)，它直接關(guān)系到壓電輸出的靈敏度。（2） 彈性常數(shù)：壓電材料的彈性常數(shù)、 剛度決定著壓電器件的固有頻率和動態(tài)特性。（3） 介電常數(shù)：對于一定形狀、尺寸的壓電元件，其固有電容與介電常數(shù)有關(guān)；而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限。 第六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 (4） 機(jī)械耦合系數(shù)：在壓電效應(yīng)中，其值等于轉(zhuǎn)換輸出能量

4、（如電能）與輸入的能量（如機(jī)械能）之比的平方根； 它是衡量壓電材料機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率的一個重要參數(shù)。（5）電阻壓電材料的絕緣電阻：將減少電荷泄漏，從而改善壓電傳感器的低頻特性。（6） 居里點(diǎn)：壓電材料開始喪失壓電特性的溫度點(diǎn)稱為居里點(diǎn)。5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料第七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料5.1.1 石英晶體石英晶體化學(xué)式為SiO2（二氧化硅），是單晶體結(jié)構(gòu)它的轉(zhuǎn)換效率和轉(zhuǎn)換精度高、線性范圍寬、重復(fù)性好、固有頻率高、動態(tài)特性好、工作溫度高達(dá)550（壓電系數(shù)不隨溫度而改變）、工作濕度高達(dá)100%、穩(wěn)定性好。第八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5

5、.1 壓電效應(yīng)及壓電材料上圖表示了天然結(jié)構(gòu)的石英晶體外形。它是一個正六面體。石英晶體各個方向的特性是不同的。其中縱向軸z稱為光軸，經(jīng)過六面體棱線并垂直于光軸的x軸稱為電軸，與x和z軸同時垂直的軸y稱為機(jī)械軸。第九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料把沿電軸x方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱向壓電效應(yīng)”把沿機(jī)械y方向的作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”沿光軸z方向受力時不產(chǎn)生壓電效應(yīng)。第十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料若從晶體上沿y方向切下一塊如圖所示晶片，當(dāng)在電軸方向施加作用力 時，在與電軸x垂直的平面上將

6、產(chǎn)生電荷Qx，其大小為式中： x方向受力的壓電系數(shù)； 作用力。第十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料若在同一切片上，沿機(jī)械軸y方向施加作用力 ，則仍在與x軸垂直的平面上產(chǎn)生電荷Qy，其大小為： 式中： y軸方向受力的壓電系數(shù)， a、b晶體切片長度和厚度。電荷Qx和Qy的符號由所受力的性質(zhì)決定。第十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料石英晶體的上述特性與其內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。下圖是一個單元組體中構(gòu)成石英晶體的硅離子和氧離子，在垂直于z軸的xy平面上的投影，等效為一個正六邊形排列。圖中“+” 代表 離子，“-” 代表氧離子石英晶體

7、壓電模型第十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料當(dāng)石英晶體未受外力作用時，正、負(fù)離子正好分布在正六邊形的頂角上，形成三個互成120夾角的電偶極矩P1、P2、P3。此時正負(fù)電荷重心重合，電偶極矩的矢量和等于零，即P1+P2+P3= 0，所以晶體表面不產(chǎn)生電荷，即呈中性。當(dāng)石英晶體受到沿x軸方向的壓力作用時，晶體沿x方向?qū)a(chǎn)生壓縮變形，正負(fù)離子的相對位置也隨之變動。如圖（b）所示，此時正負(fù)電荷重心不再重合，即（P1+P2+P3）x 0 。在x軸的正方向出現(xiàn)正電荷，電偶極矩在y方向上的分量仍為零，不出現(xiàn)電荷。第十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓

8、電效應(yīng)及壓電材料當(dāng)晶體受到沿y軸方向的壓力作用時，晶體變形如圖（c）所示，與圖（b）情況相似，P1增大，P2、P3 減小。在x軸上出現(xiàn)電荷，它的極性為x軸正向?yàn)樨?fù)電荷。在y軸方向上不出現(xiàn)電荷。如果沿z軸方向施加作用力，因?yàn)榫w在x方向和y方向所產(chǎn)生的形變完全相同，所以正負(fù)電荷重心保持重合，電偶極矩矢量和等于零。這表明沿z軸方向施加作用力，晶體不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力Fx、Fy的方向相反時，電荷的極性也隨之改變。第十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料重量結(jié)論： 無論是正或逆壓電效應(yīng)，其作用力（或應(yīng)變）與電荷（或電場強(qiáng)度）之間呈線性關(guān)系； 晶體在哪個方向上有正

9、壓電效應(yīng)，則在此方向上一定存在逆壓電效應(yīng)； 石英晶體不是在任何方向都存在壓電效應(yīng)的。 第十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料5.1.2 壓電陶瓷壓電陶瓷是人工制造的多晶體壓電材料。在無外電場作用時，電疇在晶體中雜亂分布，它們的極化效應(yīng)被相互抵消，壓電陶瓷內(nèi)極化強(qiáng)度為零，因此原始的壓電陶瓷呈中性，不具有壓電性質(zhì)。第十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料5.1.2 壓電陶瓷在陶瓷上施加外電場時，電疇的極化方向發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而使材料得到極化。讓外電場強(qiáng)度大到使材料的極化達(dá)到飽和的程度，即所有電疇極化方向都整齊地與外電場方向一致時，外

10、電場去掉后，電疇的極化方向基本不變，即剩余極化強(qiáng)度很大，這時的材料才具有壓電特性。如圖。第十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料當(dāng)陶瓷材料受到外力作用時，電疇的界限發(fā)生移動，電疇發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而引起剩余極化強(qiáng)度的變化，因而在垂直于極化方向的平面上將出現(xiàn)極化電荷的變化。這種因受力而產(chǎn)生的由機(jī)械效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦?yīng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿默F(xiàn)象，就是壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)。電荷量的大小與外力成正比關(guān)系：上式中： d33 壓電陶瓷的壓電系數(shù)； F 作用力。第十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.1 壓電效應(yīng)及壓電材料壓電陶瓷與石英晶體的比較壓電陶瓷的壓電系數(shù)比石英晶

11、體的大得多，所以采用壓電陶瓷制作的壓電式傳感器的靈敏度較高。但極化處理后的壓電陶瓷材料的剩余極化強(qiáng)度和特性與溫度有關(guān)，它的參數(shù)也隨時間變化，從而使其壓電特性減弱。第二十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.2 壓電式傳感器的等效電路由壓電元件的工作原理可知，壓電式傳感器可以看作一個電荷發(fā)生器。同時，它也是一個電容器，晶體上聚集等量的正負(fù)電荷的兩表面相當(dāng)于電容的兩個極板，極板間物質(zhì)等效于一種介質(zhì)，則其電容量為式中：A壓電片的面積；d壓電片的厚度； 空氣介電常數(shù)（其值為8.86 /cm）； 壓電材料的相對介電常數(shù)。第二十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.2 壓電式傳感器的等效

12、電路壓電傳感器可以等效為一個與電容相串聯(lián)的電壓源。如圖所示，電容器上的電壓Ua、電荷量Q和電容量Ca三者關(guān)系為：由圖可知，只有在外電路負(fù)載無窮大，且內(nèi)部無漏電時，受力產(chǎn)生的電壓U才能長期保持不變；如果負(fù)載不是無窮大，則電路要以時間常數(shù)RLCe按指數(shù)規(guī)律放電。第二十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.2 壓電式傳感器的等效電路壓電傳感器也可以等效為一個電荷源于電容相并聯(lián)電路，如圖所示。第二十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.2 壓電式傳感器的等效電路壓電傳感器在實(shí)際使用時總要與測量儀器或測量電路相連接，因此還須考慮連接電纜的等效電容Cc，放大器的輸入電阻Ri，輸入電容C

13、i以及壓電傳感器的泄漏電阻Ra，壓電傳感器在測量系統(tǒng)中的實(shí)際等效電路：（a）電壓源 （b）電荷源圖 壓電傳感器的實(shí)際等效電路第二十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3 壓電式傳感器的測量電路壓電傳感器本身的內(nèi)阻抗很高，輸出能量較小。為了保證壓電傳感器的測量誤差較小，它的測量電路通常需要接入一個高輸入阻抗的前置放大器，其作用為：一是把它的高輸出阻抗變換為低輸出阻抗；二是放大傳感器輸出的微弱信號。壓電傳感器的輸出可以是電壓信號，也可以是電荷信號，因此前置放大器也有兩種形式：電壓放大器和電荷放大器。第二十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3 壓電式傳感器的測量電路1電壓放

14、大器（阻抗變換器）第二十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3 壓電式傳感器的測量電路下圖給出了一個電壓放大器的具體電路。它具有很高的輸入阻抗(1000M)和很低的輸出阻抗(100)，因此使用該阻抗變換器可將高阻抗的壓電傳感器與一般放大器匹配。圖 電壓放大器第二十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3 壓電式傳感器的測量電路BG1為MOS場效應(yīng)管，做阻抗變換，R3為100M； BG2管對輸入端形成負(fù)反饋，以進(jìn)一步提高輸入阻抗。R4既是BG1的源極接地電阻，也是BG2的負(fù)載電阻，R4上的交變電壓通過C2反饋到場效應(yīng)管BG1的輸入端，使A點(diǎn)電位提高，保證較高的交流輸入阻抗。

15、由BG1構(gòu)成的輸入極，其輸入阻抗為第二十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3 壓電式傳感器的測量電路引進(jìn)BG2，構(gòu)成第二級對第一級負(fù)反饋后，其輸入阻抗為式中Au是BG1源極輸出器的電壓增益，其值接近1，所以Rif可以提高到幾百到幾千兆歐第二十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3 壓電式傳感器的測量電路電壓放大器的應(yīng)用具有一定的應(yīng)用限制，壓電式傳感器在與電壓放大器配合使用時，連接電纜不能太長。電纜長，電纜電容Cc就大，電纜電容增大必然使傳感器的電壓靈敏度降低。不過由于固態(tài)電子器件和集成電路的迅速發(fā)展，微型電壓放大電路可以和傳感器做成一體，這樣這一問題就可以得到克服，使

16、它具有廣泛的應(yīng)用前景。第三十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3 壓電式傳感器的測量電路2電荷放大器電荷放大器常作為壓電傳感器的輸入電路，由一個帶反饋電容Cf的高增益運(yùn)算放大器構(gòu)成,電荷放大器可用前面所講的等效電路，圖中K為運(yùn)算放大器增益， -K表示放大器的輸入與輸出反向。圖5-8 電荷放大器等效電路第三十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.3 壓電式傳感器的測量電路由于運(yùn)算放大器輸入阻抗極高，放大器輸入端幾乎沒有分流，其輸出電壓 為:式中： 放大器輸出電壓； 反饋電容兩端電壓。通常A=104106，因此若滿足 時上式可表示為第三十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022

17、年6月5.3 壓電式傳感器的測量電路由上式可見，電荷放大器的輸出電壓 與電纜電容Cc無關(guān)，且與Q成正比，這是電荷放大器的最大特點(diǎn)。但電荷放大器的價格比電壓放大器高，電路較復(fù)雜，調(diào)整也較困難。要注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，電壓放大器和電荷放大器都應(yīng)加過載放大保護(hù)電路，否則在傳感器過載時，會產(chǎn)生過高的輸出電壓。第三十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用 壓電元件是一類典型的力敏感元件，可用來測量最終能轉(zhuǎn)換成力的多種物理量。1壓電式加速度傳感器2壓電式壓力傳感器3壓電式流量計4集成壓電式傳感器5壓電式傳感器在自來水管道測漏中的應(yīng)用第三十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于20

18、22年6月運(yùn)動方向21345縱向效應(yīng)型加速度傳感器的截面圖1 壓電式加速度傳感器其結(jié)構(gòu)一般有縱向效應(yīng)型、橫向效應(yīng)型和剪切效應(yīng)型三種?？v向效應(yīng)是最常見的,如圖。壓電陶瓷4和質(zhì)量塊2為環(huán)型，通過螺母3對質(zhì)量塊預(yù)先加載，使之壓緊在壓電陶瓷上。測量時將傳感器基座5與被測對象牢牢地緊固在一起。輸出信號由電極1引出。5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用第三十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)傳感器感受振動時，因?yàn)橘|(zhì)量塊相對被測體質(zhì)量較小，因此質(zhì)量塊感受與傳感器基座相同的振動，并受到與加速度方向相反的慣性力，此力Fma。同時慣性力作用在壓電陶瓷片上產(chǎn)生電荷為 3運(yùn)動方向2145縱向效應(yīng)型加速度傳感器的截

19、面圖qd33Fd33ma5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用第三十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月此式表明電荷量直接反映加速度大小。其靈敏度與壓電材料壓電系數(shù)和質(zhì)量塊質(zhì)量有關(guān)。為了提高傳感器靈敏度，一般選擇壓電系數(shù)大的壓電陶瓷片。若增加質(zhì)量塊質(zhì)量會影響被測振動，同時會降低振動系統(tǒng)的固有頻率，因此一般不用增加質(zhì)量辦法來提高傳感器靈敏度。此外用增加壓電片數(shù)目和采用合理的連接方法也可提高傳感器靈敏度。 5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用qd33Fd33ma第三十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例： 微振動檢測儀PV-96壓電加速度傳感器可用來檢測微振動，其電路原

20、理圖如圖所示。該電路由電荷放大器和電壓調(diào)整放大器組成。第三十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用第一級是電荷放大器，其低頻響應(yīng)由反饋電容C1和反饋電阻R1決定。低頻截止頻率為0.053Hz。RF是過載保護(hù)電阻。第三十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用第二級為輸出調(diào)整放大器，調(diào)整電位器W1可使其輸出約為50mV/gal (1gal=1cm/s2)。第四十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用在低頻檢測時，頻率愈低，閃變效應(yīng)的噪聲愈大,該電路的噪聲電平主要由電荷放大器的噪聲決定，為了降低噪聲，最有效

21、的方法是減小電荷放大器的反饋電容。但是當(dāng)時間常數(shù)一定時，由于C1和R1呈反比關(guān)系，考慮到穩(wěn)定性，則反饋電容C1的減小應(yīng)適當(dāng)。第四十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2 壓電式壓力傳感器 根據(jù)使用要求不同，壓電式測壓傳感器有各種不同的結(jié)構(gòu)形式。但它們的基本原理相同。 壓電式測壓傳感器的原理簡圖。它由引線1、殼體2、基座3、壓電晶片4、受壓膜片5及導(dǎo)電片6組成。5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用123456p壓電式測壓傳感器原理圖第四十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)膜片5受到壓力P作用后，則在壓電晶片上產(chǎn)生電荷。在一個壓電片上所產(chǎn)生的電荷q為 F作用于壓電片上的力；d11壓電系數(shù)

22、；P壓強(qiáng)， ；S膜片的有效面積。123456p壓電式測壓傳感器原理圖5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用第四十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 測壓傳感器的輸入量為壓力P，如果傳感器只由一個壓電晶片組成，則根據(jù)靈敏度的定義有： 因?yàn)?，所以電壓靈敏度也可表示為 U0壓電片輸出電壓；C0壓電片等效電容電荷靈敏度電壓靈敏度電荷靈敏度5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用第四十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例： 基于PVDF壓電膜傳感器的脈象儀由于PDVF(聚偏氟乙烯)壓電薄膜具有變力響應(yīng)靈敏度高、柔韌、易于制備，可緊貼皮膚等特點(diǎn)，因此可用人手指端大小的壓電膜制成

23、可感應(yīng)人體脈搏壓力波變化的脈搏傳感器。脈象儀的硬件組成如圖5-10所示：壓電薄膜線性電荷放大電路帶通濾波器和50Hz工頻陷波器電壓放大器處理器A/D圖5-10 脈象儀的硬件組成第四十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用因壓電薄膜內(nèi)阻很高，且脈搏信號微弱，設(shè)計其前置電荷放大器有兩個作用，一是與換能器阻抗匹配，把高阻抗輸入變?yōu)榈妥杩馆敵?；二是將微弱電荷轉(zhuǎn)換成電壓信號并放大。為提高測量的精度和靈敏度，前置放大電路采用線性修正的電荷放大電路，可獲得較低的下限頻率，消除電纜的分布電容對靈敏度的影響，使設(shè)計的傳感器體積小型化。在一般的電荷放大器設(shè)計中，時間常數(shù)要求很大(一

24、般在 以上)，在小型的PVDF脈搏傳感器中，很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榉答侂娙莶荒苓x得太小。第四十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用在時間常數(shù)不足夠大的情況下(小于100s)，電荷放大器的輸出電壓跟換能器受到的壓力成非線性關(guān)系，因此需要對電荷放大器進(jìn)行非線性修正。由于脈搏信號頻率很低，是微弱信號，且干擾信號較多，濾波電路在設(shè)計中非常重要。運(yùn)算放大器應(yīng)盡量選擇低噪聲、低溫漂的器件。根據(jù)脈搏信號的特點(diǎn)，以及考慮高頻噪聲及溫度效應(yīng)噪聲的影響，帶通濾波器的通帶頻率寬度應(yīng)選擇在0.5Hz到100Hz之間。第四十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3 壓電式流量計：利用超聲

25、波在順流方向和逆流方向的傳播速度進(jìn)行測量。其測量裝置是在管外設(shè)置兩個相隔一定距離的收發(fā)兩用壓電超聲換能器，每隔一段時間(如1/100s)，發(fā)射和接收互換一次。在順流和逆流的情況下，發(fā)射和接收的相位差與流速成正比。據(jù)這個關(guān)系，可精確測定流速。流速與管道橫截面積的乘積等于流量。 流量顯示1789輸出信號換能器換能器接收接收發(fā)射發(fā)射壓電式流量計5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用第四十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月流量顯示1789輸出信號換能器換能器接收接收發(fā)射發(fā)射壓電式流量計此流量計可測量各種液體的流速，中壓和低壓氣體的流速，不受該流體的導(dǎo)電率、粘度、密度、腐蝕性以及成分的影響。其準(zhǔn)確度可達(dá)0

26、.5%，有的可達(dá)到0.01%。根據(jù)發(fā)射和接收的相位差隨海洋深度的變化，測量聲速隨深度的分布情況5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用第四十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4集成壓電式傳感器 是一種高性能、低成本動態(tài)微壓傳感器，產(chǎn)品采用壓電薄膜作為換能材料，動態(tài)壓力信號通過薄膜變成電荷量，再經(jīng)傳感器內(nèi)部放大電路轉(zhuǎn)換成電壓輸出。該傳感器具有靈敏度高，抗過載及沖擊能力強(qiáng)，抗干擾性好，操作簡便，體積小、重量輕、成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)控制、交通、安全防衛(wèi)等領(lǐng)域。 5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用第五十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 脈搏計照片 典型應(yīng)用： 脈搏計數(shù)探測 按鍵鍵盤，觸摸鍵盤 振動、沖擊、碰撞報警 振動加速度測量 管道壓力波動 其它機(jī)電轉(zhuǎn)換、動態(tài)力檢測等 5.4 壓電式傳感器的應(yīng)用第五十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 力敏元件主要性能指標(biāo)：壓力范圍 1kPa靈敏度 0.2V/P非線性