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傳感器與檢測(cè)技術(shù)第六講1PPT第一頁，共15頁。石英晶體的壓電效應(yīng)是二氧化硅單晶，屬于六角晶系。第二頁，共15頁。石英晶體優(yōu)點(diǎn)：它的介電常數(shù)和壓電常數(shù)的溫度穩(wěn)定性很好；工作溫度范圍很寬；機(jī)械強(qiáng)度高，可承受108Pa的壓力；在沖擊作用下，漂移也很??；彈性系數(shù)較大。可用于測(cè)量大量程的力和加速度第三頁，共15頁。壓電陶瓷的壓電效應(yīng)是一種多晶體電體，具有電疇結(jié)構(gòu)的壓電材料。電團(tuán)是分子自發(fā)形成的區(qū)域，它有一定的極化方向。第四頁，共15頁。壓電材料及壓電元件的結(jié)構(gòu)選擇壓電材料的原則常用的壓電材料壓電元件的常用結(jié)構(gòu)第五頁，共15頁。選擇壓電材料的原則具有較大的壓電常數(shù)壓電元件的機(jī)械強(qiáng)度高、剛度大并具有較高的固有振動(dòng)頻率。具有高的電阻率和較大的介電常數(shù)，以期減少電荷的泄露以及外部分布電容的影響，獲得良好的低頻特性。具有較高的居里點(diǎn)。（壓電性能破壞時(shí)的溫度轉(zhuǎn)變點(diǎn)）壓電材料的壓電特性不隨時(shí)間蛻變，有較好的時(shí)間穩(wěn)定性。第六頁，共15頁。常用的壓電材料石英晶體水溶性壓電材料（酒石酸鉀鈉、硫酸鋰、磷酸二氫鉀等）鈮酸鋰晶體壓電陶瓷（鈦酸鋇壓電陶瓷、鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷、鈮酸鹽系壓電陶瓷）壓電半導(dǎo)體高分子壓電材料第七頁，共15頁。壓電元件的常用結(jié)構(gòu)在壓電式傳感器中，常用兩片或多片組合在一起使用。常有并聯(lián)和串聯(lián)兩種接法第八頁，共15頁。壓電式傳感器的測(cè)量電路壓電式傳感器的等效電路：壓電傳感器在受外力作用時(shí)，在兩個(gè)電極表面聚集電荷，電荷量相等，極性相反，相當(dāng)于一個(gè)以壓電材料為電介質(zhì)的電容器。其電容量為：C0=ε0εA/d電荷源電壓源第九頁，共15頁。壓電式傳感器的測(cè)量電路壓電傳感器的內(nèi)阻抗很高.而輸出的信號(hào)微弱。要求測(cè)量電路的前級(jí)輸入端有足夠高的阻抗，防止電荷迅速泄露而使測(cè)量誤差減小。其測(cè)量電路有兩種：電壓放大器和電荷放大器第十頁，共15頁。壓電式傳感器的應(yīng)用壓電式力傳感器壓電式壓力傳感器壓電式加速度傳感器第十一頁，共15頁。壓電式力傳感器第十二頁，共15頁。壓電式壓力傳

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