第一節(jié)壓電效應(yīng)及壓電材料(編輯修改稿)
2025-08-28 12:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ＋ － － － － 第 6章 壓電式傳感器 在陶瓷片上加一個與極化方向相同的電場 ， 由于電場的方向與極化強(qiáng)度的方向相同 ， 所以電場的作用使極化強(qiáng)度增大 。 陶瓷片內(nèi)的正負(fù)束縛電荷之間距離也增大 ， 陶瓷片沿極化方向產(chǎn)生伸長形變 （ 圖中虛線 ） 。 同理 ， 如果外加電場的方向與極化方向相反 ， 則陶瓷片沿極化方向產(chǎn)生縮短形變 。 這種由于電效應(yīng)而轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械效應(yīng)或者由電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的現(xiàn)象 ， 就是逆壓電效應(yīng) 。 － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － 極化方向 電場方向 Ｅ 第 6章 壓電式傳感器 第二節(jié) 壓電傳感器的等效電路及測量電路 一、壓電晶片的連接方式 并聯(lián)連接 + + + + + + + qq 2??CC 2??UU ??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場合。 第 6章 壓電式傳感器 串聯(lián)連接 + + + + + + + qq ??2CC ??UU 2??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，并且測量電路輸入阻抗很高的場合。 第 6章 壓電式傳感器 壓電式傳感器中的壓電元件 ， 按其受力和變形方式不同 ， 大致有厚度變形 、 長度變形 、 體積變形和厚度剪切變形等幾種形式 ， 如圖所示 。 目前最常使用的是厚度變形的壓縮式和剪切變形的剪切式兩種 。 ＋－F( a )( b )( c )－ ＋F－FF＋F( d ) ( e )＋－－＋＋－F( a )( b )( c )－ ＋F－FF＋F( d ) ( e )＋－－＋＋－F( a )( b )( c )－ ＋F－FF＋F( d ) ( e )＋－－＋＋－F( a )( b )( c )－ ＋F－FF＋F( d ) ( e )＋－－＋＋－F( a )( b )( c )－ ＋F－FF＋F( d ) ( e )＋－－＋(a) 厚度變形 (b) 長度變形 (c) 體積變形 (d)面切變形 (e) 剪切變形 第 6章 壓電式傳感器 二、壓電傳感器的等效電路 ＋＋＋＋ ―――― q 電極 壓電晶體 q Ce dAdAC re0??? ??eCqU ?靜電發(fā)生器 電容器 第 6章 壓電式傳感器 因此 ， 壓電傳感器可等效為電壓源 Ua和一個電容器 Ce的串聯(lián) 電路 ， 如圖 (a)；也可等效為一個電荷源 q和一個電容器 Ce的 并聯(lián) 電路 ， 如圖 (b)。 （ a）電壓等效電路 Ce U＝ q/ Ce q ＝ UCe Ce （ b）電荷等效電路 第 6章 壓電式傳感器 Cc ： 連接電纜等效電容 Ri ： 放大器輸入電阻 Ci ： 輸入電容 Rd ： 壓電傳感器泄漏電阻 URdCcRiCiqRdCcRiCiCe( a ) ( b )Ce第 6章 壓電式傳感器 三、 壓電傳感器的測量電路 AuoCiRiU( a ) 電 壓 放 大 電 路CRUuiR dCeCeCc（ b ） 等 效 電 路電壓放大器 作用為： 一是把它的高輸出阻抗變換為低輸出阻抗；二是放大傳感器輸出的微弱信號。 第 6章 壓電式傳感
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