項目六壓電式ppt課件(完整版)
【正文】 由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象 ， 此時這種材料的兩個表面將產(chǎn)生符號相反的電荷 。 。 、壓電元件串聯(lián)和并聯(lián)的特性。 將外力去掉后 ， 它又重新回到不帶電狀態(tài) ， 這種現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng) 。 石英晶體切片示意圖 在片狀壓電材料的兩個電極面上，如果加交流電壓，那么壓電片能產(chǎn)生機(jī)械振動，即壓電片在電極方向上有伸縮的現(xiàn)象。 壓電陶瓷的優(yōu)點是燒制方便、易成型、耐濕、耐高溫。 它包括單斜晶系和正方晶系 。 壓電陶瓷是人造多晶體，它的壓電機(jī)理與石英晶體并不相同。由于束縛電荷的作用，在陶瓷片的極化兩端很快吸附一層來自外界的自由電荷，這時束縛電荷與自由電荷數(shù)值相等，極性相反，因此陶瓷片對外不呈現(xiàn)極性。因此接法有并聯(lián)和串聯(lián)兩種，如圖所示。 壓電式傳感器的等效電路 壓電式傳感器在實際使用時 ， 總是要與測量儀器或測量電路相連接 ， 因此還必須考慮連接電纜的等效電容 Ce、 放大器的輸入電阻 Ri和輸入電容 Ci， 這樣壓電式傳感器在測量系統(tǒng)中的等效電路就應(yīng)如圖所示 。 R4既是 BG2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 BG2的輸入端 ， 使 A點電位提高 ， 保證較高的交流輸 入阻抗。 由于運(yùn)算放大器具有極高的輸入阻抗 ， 因此放大器的 輸入端幾乎沒有分流，電荷 q只對反饋電容 Cf充電。 （ 2）分析測量電路的工作原理，觀察壓電式傳感器工作過程中的現(xiàn)象。 測量時，將傳感器基座與試件剛性固定在一起。 壓電式加速度傳感器簡化模型 電荷放大器的下限截止頻率為 式中 Rf—— 反饋電阻； Cf—— 反饋電容。拉緊的薄壁管對晶片提供預(yù)載力，而感受外部壓力的是由撓性材料做成的很薄的膜片。 壓電式傳感器由慣性質(zhì)量塊和壓電陶瓷片等組成（觀察實驗用壓電式加速度計結(jié)構(gòu)）工作時傳感器感受與試件相同頻率的振動，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在壓電陶瓷片上，由于壓電效應(yīng)，壓電陶瓷產(chǎn)生正比于運(yùn)動加速度的表面電荷。 （ 2） 將振蕩器的 “ 低頻輸出 ” 接到三源板的 “ 低頻輸入 ” ， 并按如圖所示接線 ， 合上主控臺電源開關(guān) ， 調(diào)節(jié)低頻調(diào)幅到最大 、 低頻調(diào)頻到適當(dāng)位置 ， 使振動梁的振幅 逐漸增大（直到共振）。 測量均布壓力的傳感器 圖為另一種壓電式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)壓電式傳感器與電荷放大器配合使用時，低頻響應(yīng)是很好的，可以測量接近靜態(tài)的變化非常緩慢的物理量。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的作用。 （ 4）按照原理圖用導(dǎo)線將電路連接好，檢查確認(rèn)無誤后，啟動電源。圖給出一個電荷放大器的實用電路。由于引入負(fù)反饋，使輸出阻抗減小。 壓電式傳感器在測量系統(tǒng)中的等效電路 3．壓電式傳感器的測量電路 為了保證壓電式傳感器的測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輸入阻抗很高的前置放大器，然后再接入一般的放大器。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和測量電路輸入阻抗很高的情況。 當(dāng)撤銷壓力時
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