傳感器第4章壓電式-資料下載頁
2025-05-03 02:45本頁面
【正文】 傳感器 第 4章 壓電式傳感器 受力分析 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 二、壓力傳感器 膜片式壓電壓力傳感器： 后座 墊圈 外殼 石英晶片 導(dǎo)電片 傳力塊 膜片 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 壓電式血壓傳感器如圖壓電陶瓷，雙晶片懸梁結(jié)構(gòu)。雙晶片極化方 向相反，并聯(lián)相接。在敏感振膜 中央上下兩側(cè)各膠粘有半圓柱塑 料塊。被測動脈血壓通過上塑料 塊、振膜、下塑料塊傳遞到壓電 懸梁的自由端。壓電梁彎曲變形 產(chǎn)生壓電式血壓傳感器的電荷輸 出 。 第 4章 壓電式傳感器 壓電式玻璃破碎報警器 第 4章 壓電式傳感器 （ 1）工作原理－結(jié)構(gòu)組成 基座 殼體 彈簧 質(zhì)量塊 壓電片 壓電式加速度傳感器 第 4章 壓電式傳感器 ?壓電式加速度傳感器屬于慣性式傳感器。 ?測量時傳感器基座與試件剛性連接在一起。 ?它是利用某些物質(zhì)如石英晶體的壓電效應(yīng)，當(dāng)傳感器受振時，質(zhì)量塊受到與加速度方向相反的力的作用，并作用在壓電元件上。 ?當(dāng)被測振動頻率遠低于加速度計的固有頻率時，則力的變化與被測加速度成正比。傳感器輸出電荷也與加速度成正比。 （ 2）工作原理 第 4章 壓電式傳感器 )(022222tmakxdtdxcdtxdmkxdtdxcdtxdmttttt????????[質(zhì)量塊的絕對位移 x2，激勵為 x1 ， 質(zhì)量塊相對位移 xt] 頻響特性－ 受力分析 第 4章 壓電式傳感器 maKxdtdxcdt xdm ttt ????22拉氏變換得 maxKCsms t ???? )( 2傳遞函數(shù)為 Kcsmsmax t????2第 4章 壓電式傳感器 （ 3）壓電加速度傳感器的結(jié)構(gòu) 壓縮型 質(zhì)量塊 外殼 壓電元件 基座 第 4章 壓電式傳感器 特點： ? 基于厚度變形 ,結(jié)構(gòu)簡單。 ? 頻響好（固有頻率高） ? 靈敏度高 ? 對環(huán)境影響（基座變形、應(yīng)變、溫度變化、聲噪聲）比較敏感 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 剪切型 ⑴ 環(huán)型剪切 外殼 基座 質(zhì)量塊 壓電元件 中心柱 第 4章 壓電式傳感器 預(yù)緊環(huán) 壓電元件 質(zhì)量塊 三角中心柱 ⑵ 三角剪切型 第 4章 壓電式傳感器 ⑶ H剪切型 壓電元件 質(zhì)量塊 第 4章 壓電式傳感器 剪切型的特點 ? 受環(huán)境影響小 ? 橫向靈敏度小 ? 尺寸小、重量輕 ? 靈敏度高 ? 頻響高 第 4章 壓電式傳感器 (a)中心安裝壓縮型 (b)環(huán)形剪切型 (c) 三角剪切型 ?常用的壓電式加速度計的結(jié)構(gòu)形式如圖所示。 S是彈簧， M是質(zhì)量塊， B是基座， P是壓電元件， R是夾持環(huán)。 ?圖 a是中央安裝壓縮型，壓電元件 — 質(zhì)量塊 — 彈簧系統(tǒng)裝在圓形中心支柱上，支柱與基座連接。這種結(jié)構(gòu)有高的共振頻率。然而基座 B與測試對象連接時，如果基座 B有變形則將直接影響輸出。此外，測試對象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并使預(yù)緊力發(fā)生變化， 易引起溫度漂移。 ?圖 b為環(huán)形剪切型，結(jié)構(gòu)簡單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計，環(huán)形質(zhì)量塊粘到裝在中心支柱上的環(huán)形壓電元件上。由于粘結(jié)劑會隨溫度增高而變軟，因此最高工作溫度受到限制。 ?圖 c為三角剪切形，壓電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。加速度計感受軸向振動時，壓電元件承受切應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)對底座變形和溫度變化有極好的隔離作用，有較高的共振頻率和良好的線性。 第 4章 壓電式傳感器 三向加速度傳感器 利用三組壓電元件 ? 第一組：壓縮型 ? 第二組：剪切型 ? 第三組：剪切型 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 由于壓電式傳感器的輸出電信號是微弱的電荷，而且傳感器本身有很大內(nèi)阻，故輸出能量甚微，這給后接電路帶來一定困難。 為此，通常把傳感器信號先輸?shù)礁咻斎胱杩沟那爸梅糯笃鳌＝?jīng)過阻抗變換以后，方可用于一般的放大、檢測電路將信號輸給指示 儀表或記錄器。目前，制造廠家已有把壓電式加速度傳感器與前置放大器集成在一起的產(chǎn)品，不僅方便了使用，而且也大大降低了成本。 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 振動分析 第 4章 壓電式傳感器 飛機輪子振動分析 第 4章 壓電式傳感器 影響壓電式傳感器主要因素 ? 橫向靈敏度 ? 環(huán)境溫度和濕度 ? 安裝差異及基座應(yīng)變 ? 噪聲 (電纜噪聲，接地回路噪聲）等
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