測試技術(shù)課程設(shè)計---壓電式加速度傳感器測加速度(編輯修改稿)
2024-12-13 15:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 與外力成如下關(guān)系： dFQ? （ ） 公式中的 d 為壓電系數(shù)， F 為外作用力。 當(dāng)壓電晶體受到 x 軸向的壓力 xF 時，在垂直于 x 軸向的軸面上會產(chǎn)生電荷，其大小為： 圖 石英晶體的晶軸 圖 按特定方向的切片 壓電晶體傳感器測量加速度的研究 （論 文 ） 4 xx FdQ 1? （ ） 公式中 xF ，是 x 軸方向的應(yīng)力， 1d 是 x 軸向壓電系數(shù)。 同一晶體，當(dāng)受到 y 軸向壓力 xF 時，仍然會在垂直 x 軸向的表面上產(chǎn)生電荷，只是電荷極性相反，而且電荷與外力成如下關(guān)系： yy FabdQ 2? （ ） 公式中， yF 為 y 軸方向的應(yīng)力， 2d 為 y 軸方向的壓電系數(shù)， a 和 b 分別為晶體切片的長度和厚度。 晶體的壓電常數(shù)都為常系數(shù)，根據(jù)石英晶體的軸對稱條件， x 和 y 方向的壓電系數(shù)具有如下關(guān)系： 21 dd ?? （ ） 壓電元件的結(jié)構(gòu)形式 實際中，為了提高壓電元件的靈敏度，使壓電信號更容易檢測或測量，通常將多片壓電晶片組合起來使用。然而由于電荷的極性存在，因此有兩種連接方式。分別為串聯(lián)和并聯(lián)方法 。 并聯(lián)方法 如（圖 ）所示，為電路連接方式。兩個壓電片受到的形變性質(zhì)相反，這種連接方式相當(dāng)于兩個電容并聯(lián)，這樣電容和電荷量就會增長一倍，這種條件下的電容 ,電荷，電壓可分別表示如下： CC 2?? ； 2?? ； UU?? 由于并聯(lián)接法輸出電荷大，本身電容大，時間常數(shù)大，適宜用在測量慢變信號并且以電荷作為輸出量的地方。 串聯(lián)方法 如（圖 ）所示，為電路連接方式。兩個壓電片的形變性質(zhì)也相反，此種連接方式相當(dāng)于兩個電容串聯(lián)，這樣就會使得電容在數(shù)值上縮小一倍，電壓變?yōu)樵瓉淼膬杀丁＿@圖 并聯(lián)方法 壓電晶體傳感器測量加速度的研究 （論 文 ） 5 種方式的連接下電容，電荷，電壓可分別表示為： 2CC?? 。 ?? 。 UU 2?? 由于串聯(lián)接法輸出電壓大，本身電容小。適宜用于以電壓作輸出信號，且測量電路輸入阻抗很高的地方。 實際條件下，為了改變機電耦合性能，兩壓電片之間用導(dǎo)電膠連接起來，而且會采用金屬薄片膠合在一起。 壓電式加速度傳感器的基本結(jié)構(gòu)及其原理 壓電式加速度傳感器的基本結(jié)構(gòu)簡圖如（圖 ）所示，一共包含七個主要部分，分別為：兩個壓電片，兩個輕質(zhì)薄片，外殼，一個重物，兩個勁度系數(shù)比較大的彈簧，以及一個質(zhì)量比較大的基座等基本部件組合而成。 圖中，上邊的壓電片記為壓電片Q′，下邊的壓電片記為壓電片 Q。分別用來感受上 下兩個壓電片受到輕質(zhì)薄片的均勻壓力。外殼用來保護器件
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