[工學(xué)]壓電式傳感器-資料下載頁
2024-10-18 23:49本頁面
【正文】 下圖是一種單向壓電式測力傳感器的結(jié)構(gòu)圖，它用于機床動態(tài)切削力的測量。 圖 壓電式單向測力傳感器 傳感器上蓋為傳力元件 ， 它的外緣壁厚為~， 當(dāng)外力作用時 ， 它將產(chǎn)生彈性變形 ， 將力傳遞到石英晶片上 。 石英晶片利用其縱向壓電效應(yīng) ， 通過 dxx實現(xiàn)力 — 電轉(zhuǎn)換 。石英晶片的尺寸為 φ8 1mm。 該傳感器的測力范圍為 0~50N， 最小分辨率為 N， 固有頻率為 50~60 kHz， 整個傳感器重為 10 g。 下圖是利用壓電陶瓷傳感器測量刀具切削力的示意圖 。 由于壓電陶瓷元件的自振頻率高 ， 特別適合測量變化劇烈的載荷 。 圖中壓電傳感器位于車刀前部的下方 ， 當(dāng)進行切削加工時 ， 切削力通過刀具傳給壓電傳感器 ， 壓電傳感器將切削力轉(zhuǎn)換為電信號輸出 ， 記錄下電信號的變化便可測得切削力的變化 。 圖 壓電式刀具切削力測量示意圖 壓電式傳感器在測量低壓力時線性度不好 ， 主要是傳感器受力系統(tǒng)中力傳遞系數(shù)非線性所致 。 為此 ， 在力傳遞系統(tǒng)中加入預(yù)加力 ， 稱預(yù)載 。 這除了消除低壓力使用中的非線性外 ， 還可以消除傳感器內(nèi)外接觸表面的間隙 ， 提高剛度 。 三．壓電式壓力傳感器 左圖是一種壓電式壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖。 圖 壓電式壓力傳感器 右圖是另一種結(jié)構(gòu)的壓力傳感器，它采用兩個相同的膜片對晶片施加預(yù)載力從而可以消除由振動加速度引起的附加輸出。 當(dāng)膜片受到壓力 F作用后，在壓電晶片表面上產(chǎn)生電荷。在一個壓電片上所產(chǎn)生的電荷q為 q d F d S P??即：壓電式壓力傳感器的輸出電荷 q與輸入壓強 P成正比。 四．壓電新材料傳感器及其應(yīng)用 聚偏二氟乙烯（ PVDF）高分子材料具有壓電效應(yīng)，可以制成高分子壓電薄膜。右圖為高分子壓電薄膜振動感應(yīng)片，用厚度約 、 大小為 10mm?20mm的聚偏二氟乙烯（ PVDF）高分子材料制成，在它的正反兩面各噴涂透明的二 氧 化錫導(dǎo)電電極，也可以用熱印 制 工藝制作鋁薄膜電極，再用超 聲 波焊接上兩根柔軟的電極引線，并用保護膜覆蓋。 圖 高分子壓電薄膜振動感應(yīng)片 3正、反面透明電極； 2PVDF薄膜； 4保護膜； 5引腳； 6質(zhì)量塊 高分子壓電薄膜振動感應(yīng)片可用作 玻璃破碎報警裝置 。使用時，將感應(yīng)片粘貼在玻璃上。當(dāng)玻璃遭暴力打碎的瞬間，會產(chǎn)生幾千赫茲至超聲波（高于 20kHz）的振動，壓電薄膜感受到該劇烈振動信號，表面會產(chǎn)生電荷 Q，經(jīng)放大處理后，用電纜線傳送到集中報警裝置，發(fā)出報警信號。由于感應(yīng)片很小，且透明，不易察覺，所以可安裝于貴重物品柜臺、展覽櫥窗、博物館及家庭等玻璃窗角落處，作防盜報警用。
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