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傳感器與檢測(cè)技術(shù)第六章壓電式傳感器第一頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第一節(jié)壓電效應(yīng)當(dāng)某些物質(zhì)沿某一方向施加壓力或拉力時(shí),會(huì)產(chǎn)生變形,此時(shí)這種材料的兩個(gè)表面將產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。當(dāng)去掉外力后,它又重新回到不帶電狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。有時(shí)人們又把這種機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿默F(xiàn)象,稱為“順壓電效應(yīng)”。反之,在某些物質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng),它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形,當(dāng)去掉外加電場(chǎng)后,該物質(zhì)的變形隨之消失,這種將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的現(xiàn)象,稱為“逆壓電效應(yīng)”。
第二頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第一節(jié)壓電效應(yīng)壓電晶體的壓電效應(yīng)可用下面的一般關(guān)系式表達(dá)壓電元件的坐標(biāo)系表示法第三頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第一節(jié)壓電效應(yīng)各平面的電荷密度第四頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第一節(jié)壓電效應(yīng)壓電系數(shù)矩陣石英晶體的壓電矩陣為
第五頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第一節(jié)壓電效應(yīng)其它壓電常數(shù):(一)壓電常數(shù)g
(二)壓電常數(shù)h(三)機(jī)電耦合系數(shù)K第六頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第二節(jié)壓電材料一、壓電材料簡(jiǎn)介1.壓電晶體2.壓電陶瓷3.壓電材料的主要特性指標(biāo)壓電系數(shù)d:表示壓電材料產(chǎn)生電荷與作用力的關(guān)系。一般為單位作用力下產(chǎn)生電荷的多少。單位為C/N。剛度H:壓電材料的剛度是它固有頻率的重要參數(shù)。介電常數(shù):這是決定壓電晶體固有電容的主要參數(shù),而固有電容將影響傳感器工作頻率的下限值。電阻R:它是壓電晶體的內(nèi)阻,它的大小決定其泄漏電流居里點(diǎn):即壓電效應(yīng)消失的溫度轉(zhuǎn)變點(diǎn)。第七頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第二節(jié)壓電材料第八頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第二節(jié)壓電材料二、石英晶體的壓電特性第九頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第二節(jié)壓電材料三、壓電陶瓷四、其它壓電材料第十頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第三節(jié)壓電元件常用結(jié)構(gòu)形式(一)厚度變形(TE方式)(二)長(zhǎng)度變形(LE方式)(三)面剪切變形(FS方式)(四)厚度剪切變形(TS方式)(五)彎曲變形(BS方式)(六)體積變形(VE方式)第十一頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第三節(jié)壓電元件常用結(jié)構(gòu)形式(七)雙晶片或多晶片第十二頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第四節(jié)等效電路與測(cè)量電路一、等效電路第十三頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第四節(jié)等效電路與測(cè)量電路二、測(cè)量電路(一)電壓放大器(阻抗放大器)第十四頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第四節(jié)等效電路與測(cè)量電路第十五頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第四節(jié)等效電路與測(cè)量電路(二)電荷放大器放大器輸出端的電壓為又因(1+A)CF>>CC+C0,故第十六頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第五節(jié)壓電式傳感器的應(yīng)用舉例一、壓電式加速度傳感器第十七頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日二、壓電式壓力傳感器第五節(jié)壓電式傳感器的應(yīng)用舉例第十八頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第五節(jié)壓電式傳感器的應(yīng)用舉例三、壓電式流量計(jì)第十九頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第五節(jié)壓電式傳感器的應(yīng)用舉例四、微重力壓電晶體生物傳感器第二十頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日第六節(jié)壓電式傳感器的誤差一、環(huán)境溫度的影響二、濕度的影響三、橫向靈敏度和它所引起的誤差四、電纜噪聲五、接地回路噪聲第二十一頁(yè),共二十二頁(yè),2022年,8月28日總結(jié)原始輸入量
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