聲學量傳感器(編輯修改稿)
2025-08-14 19:46 本頁面
【文章內容簡介】 之間的距離。這個換算的公式很簡單，即聲波傳播時間的一半與聲波在介質中傳播速度的乘積。超聲傳感器整個工作過程都是在控制電路控制下順序進行的。 ? 注： ? 超聲波發(fā)射原理是把鐵磁材料置于交變磁場中，產(chǎn)生機械振動，發(fā)射出超聲波。 ? 接收原理是當超聲波作用在磁致材料上時，使磁滯材料磁場變化，使線圈產(chǎn)生感應電勢輸出。 聲壓傳感器（ voltage sensor） 能感受聲壓并轉換成可用輸出信號的傳感器稱為聲壓傳感器。它有以下的幾種實現(xiàn)形式： ? 電阻變換式 ? 壓電式 ? 電容式 ? 1).電阻變換式 ? 這類傳感器可分為接觸阻抗型和阻抗變換型兩種。炭粒式送話器就屬于接觸阻抗型傳感器的一種，圖 。送話器的基本工作原理是：當聲波經(jīng)空氣傳播至膜片時，膜片產(chǎn)生振動，在膜片和電極之間的接觸電阻發(fā)生變化，從而調制通過送話器的電流，該電流經(jīng)變壓器耦合至放大器，信號經(jīng)放大后輸出。阻抗變換型傳感器是由電阻絲應變片或半導體應變片粘貼在膜片上構成的。當聲壓作用在膜片上時，膜片產(chǎn)生形變，使應變片的阻抗發(fā)生變化，檢測電路將這種變化轉換為電壓信號輸出，從而完成聲－電的轉換。 ? 2).壓電式 ? 這類傳感器是利用壓電晶體的壓電效應制成的。圖 。壓電晶體的一個極面和膜片相連接，當聲壓作用在膜片上使其振動時，膜片帶動壓動晶體產(chǎn)生振動，壓電晶體在機械應力的作用下產(chǎn)生隨聲壓大小變化而變化的電壓，從而完成聲－電的轉換。 ? 3).電容式 ? 圖 。它由膜片、外殼及固定電極等組成，膜片為一片質輕而彈性好的金屬薄片，它與固定電極組成一個間距很小的可變電容器。當膜片在聲波作用下振動時，膜片與固定電極間的距離發(fā)生變化，從而引起電容量的變化。如果在傳感器的兩極間串接負載電阻 R和直流電流極化電壓 E，在電容量隨聲波的振動變化時，在 R的兩端就會產(chǎn)生交變電壓。電容式的傳感器的輸出阻抗呈容性，由于其容量小，在低頻情況下容抗很大，為保證低頻時的靈敏度，必須有一個輸入阻抗很大的變換器與其相連，經(jīng)阻抗變換后，再由放大器進行放大。 聲表面波傳感器（ acoustic surface wave sensor） ? 能感測聲表面波信號并轉換成可用輸出信號的傳感器稱為聲表面波傳感器。聲表面波 SAW （ Surface Acoustic Wave）是英國物理學家瑞利在 19世紀 80年代研究地震波的過程中偶爾發(fā)現(xiàn)的一種能量集中于地表面?zhèn)鞑サ穆暡ā?1965年，美國的懷特和沃爾特默在應用物理雜志上發(fā)表題為 “ 一種新型聲表面波聲 —— 電轉化器 ” 的論文，取得了聲表面波技術的關鍵性突破，能在壓電材料表面激勵聲表面波的金屬叉指換能器 IDT（ Inter－ digital Transducer）的發(fā)明，大大加速了聲表面波技術的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了許多各具特色的聲表面波器件，使這門年輕的學科逐步發(fā)展成為一門新興的、聲學和電子學相結合的
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