《項(xiàng)目六壓電式》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 測(cè)量誤差小到一定程度，則要求負(fù)載電阻 RL要大到一定數(shù)值，才能使晶片上的漏電流相應(yīng)變小，因此在壓電式傳感器輸出端要接入一個(gè)輸入阻抗很高的前置放大器，然后再接入一般的放大器。由圖可知，只有在外電路負(fù)載無(wú)窮大，且內(nèi)部無(wú)漏電時(shí)，受力產(chǎn)生的電壓 U才能長(zhǎng)期保持不變；如果負(fù)載不是無(wú)窮大，則電路就要以 RCe為時(shí)間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律放電。串聯(lián)接法輸出電壓高，本身電容小，適宜于以電壓輸出的信號(hào)和測(cè)量電路輸入阻抗很高的情況。 制作壓電傳感器時(shí)，可采用兩片或兩片以上具有相同性能的壓電晶片黏貼在一起使用。 當(dāng)撤銷壓力時(shí)，陶瓷片恢復(fù)原狀，極化強(qiáng)度增大，因此又吸附一部分自由電荷而出現(xiàn)充電現(xiàn)象。 在極化處理以前，各晶粒內(nèi)電疇任意方向排列，自發(fā)極化的作用相互抵消，陶瓷內(nèi)極化強(qiáng)度為零，如圖 (a)所示。 但介電常數(shù) 、 機(jī)械性能不如石英好 。還有如磷酸二氫鉀 (KH2PO4)、 磷酸二氫氨 (NH4H2PO4) 等正方晶系。 在幾百度的溫度范圍內(nèi) ， 其壓電系數(shù)穩(wěn)定不變 ， 能產(chǎn)生十分穩(wěn)定的固有頻率 f0， 能承受 700~1000 kg/cm2的壓力 ， 是 理想的壓電傳感器的壓電材料。有機(jī)壓電材料有聚二氟乙烯、聚氟乙烯、尼龍等十余種高分子材料。隨著對(duì)壓電材料的深入研究，發(fā)現(xiàn)壓電式傳感器中用得最多的壓電材料可以分為兩大類，即各類壓電陶瓷（極化處理的多晶體）和壓電晶體。 晶體切片電荷符號(hào)與受力方向的關(guān)系 下面以石英晶體為例來(lái)說明壓電晶體是怎樣產(chǎn)生壓電效應(yīng)的 。 通常把沿電軸 (x軸 )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) ” ；而把沿機(jī)械軸 (y軸 )方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為 “ 橫向壓電效應(yīng) ” ；在光軸 (z軸 )方向 受力時(shí)則不產(chǎn)生壓電效應(yīng) 天然結(jié)構(gòu)的石英晶體 從晶體上沿軸線切下的薄片稱為晶體切片，如圖所示即為石英晶體切片的示意圖。 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 ， 把這種電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的現(xiàn)象 ， 稱為 “ 逆壓電 效應(yīng)”。 （一）壓電式傳感器的工作原理 1．壓電效應(yīng) 壓電式傳感器的工作原理是以某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)的 。 【 能力要求 】 整個(gè)工作系統(tǒng)中的作用。了解壓電晶片的縱向壓電效應(yīng)和橫向壓電效應(yīng)。 、壓電陶瓷、高分子壓電材料的壓電機(jī)理。 。 。 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 “ 正壓電效應(yīng) ” 。在直角坐標(biāo)系中 ， z軸表示其縱向軸 ， 稱為光軸； x軸平行于正六面體的棱線 ， 稱為電軸； y軸垂直于正六面體棱面 ， 稱為機(jī)械軸 。壓電材料的這種現(xiàn)象稱為“電致伸縮效應(yīng)”，即前面所講的“逆壓電效應(yīng)”。 石英晶體的壓電效應(yīng) 2．壓電材料簡(jiǎn)介 具有壓電效應(yīng)的電介物質(zhì)稱為壓電材料或壓電元件，在自然界中，大多數(shù)晶體都具有壓電效應(yīng)，然而大多數(shù)晶體的壓電效應(yīng)都十分微弱。缺點(diǎn)是具有熱釋電性，會(huì)對(duì)力學(xué)量測(cè)量造成干擾。 石英晶體的化學(xué)成分為 SiO2， 壓電系數(shù) d11= 1012 C/N。 例如 ， 酒石酸鉀鈉(NaKC4H4O6－ 4H2O)、 酒石酸乙烯二銨 (C6H4N2O6
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