力敏傳感器ppt課件-資料下載頁
2025-05-03 18:10本頁面
【正文】 壓電效應(yīng)。石英晶體的壓電效應(yīng)n晶體切片上電荷符號(hào)與受力方向的關(guān)系石英晶體壓電效應(yīng)n石英晶體的壓電效應(yīng)壓電常數(shù)和表面電荷的計(jì)算n壓電元件在受到力的作用時(shí)，就在相應(yīng)的表面上產(chǎn)生表面電荷。n任意受力表面電荷密度方程組壓電常數(shù)和表面電荷的計(jì)算n壓電材料的壓電特性可以用壓電常數(shù)矩陣表示n石英晶體 石英晶體的形變模式n對(duì)能量轉(zhuǎn)換有意義的石英晶體變形方式石英晶體的形變模式n厚度變形（ TE方式，縱向壓電效應(yīng)）n長度變形（ LE方式，橫向壓電效應(yīng)）石英晶體的形變模式n面剪切變形（ FS方式）n厚度剪切變形（ TS方式）n彎曲變形（ BS方式）n 彎曲變形不是基本的變形方式，而是拉、壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力共同作用的結(jié)果。應(yīng)根據(jù)具體的晶體的切割及彎曲情況選擇合適的壓電常數(shù)進(jìn)行計(jì)算壓電材料n轉(zhuǎn)換性能： 具有較大的壓電常數(shù)n機(jī)械性能： 強(qiáng)度高、剛度大，以期獲得寬的線性范圍和高的固有振動(dòng)頻率n電性能： 高的電阻率，大介電常數(shù)，以期減弱外部分布電容的影響，獲得好的低頻特性n溫度和濕度穩(wěn)定性 要好，具有較高的居里點(diǎn)，以期獲得較高的工作溫度范圍n時(shí)間穩(wěn)定性： 壓電特性不隨時(shí)間蛻變壓電傳感器的等效電路n壓電式傳感器的基本結(jié)構(gòu)n壓電式傳感器有兩種等效電路壓電傳感器的等效電路n壓電式傳感器放大器輸入端等效電路n電壓等效電路n電荷等效電路壓電式傳感器的等效電路n壓電片的連接方式n并聯(lián)n電壓不變n電荷量為 2倍n電容 2倍n串聯(lián)n電壓 2倍n電荷量不變n電容一半＋＋－－－＋＋－壓電傳感器的測量電路n壓電式傳感器要求負(fù)載電阻 RL必須很大，因此通常的壓電式傳感器后信號(hào)調(diào)節(jié)電路的接法是：n壓電式傳感器輸出 ——高輸入阻抗的前置放大器 ——放大電路或其他電路n壓電式傳感器的測量電路的關(guān)鍵在于高阻抗的前置放大器n把壓電式傳感器的微弱信號(hào)放大n高阻抗到低阻抗輸出變換n壓電式傳感器的前置放大器有 電壓型 和 電荷型兩種形式電壓放大器電路分析n傳感器與電壓放大器連接的等效電路n等效電阻 n等效電容電壓放大器電路分析n若作用在壓電元件上的力 F為n壓電系數(shù)為 d，則在 F的作用下，產(chǎn)生的電荷n電流 i為n輸入電壓為電壓放大器電路分析n前置放大器的輸入電壓幅值為n輸入電壓與作用力之間的相位差為n理想情況下，前置放大器的輸入電壓幅值為電壓放大器電路分析電壓放大器n當(dāng)作用在壓電元件上的力是靜態(tài)力時(shí)，則前置放大器的輸入電壓等于零。這也就從原理上決定了壓電式傳感器 不能 測量靜態(tài)物理量。n當(dāng)作用力的變化頻率與測量回路的時(shí)間常數(shù)的乘積遠(yuǎn)大于 1時(shí)，前置放大器的輸入電壓隨頻率的變化不大。壓電式傳感器的 高頻響應(yīng)好 。n擴(kuò)大壓電式傳感器低頻響應(yīng)范圍的切實(shí)可行的辦法是提高測量回路的電阻。測量回路的電阻主要取決于 前置放大器的輸入電阻 。電荷放大器電路n電荷放大器能將高內(nèi)阻的電荷源轉(zhuǎn)換為低內(nèi)阻的電壓源，而且輸出電壓正比于輸入電荷。n電荷放大器實(shí)際上是一個(gè)具有深度電容負(fù)反饋的高增益放大器壓電式傳感器實(shí)物圖片壓電式加速度傳感器結(jié)構(gòu)n傳感器由壓電材料和感受外力(加速度 )的質(zhì)量塊組成。使用時(shí)把傳感器固定在振體上。n利用壓電材料的壓電效應(yīng)，把振動(dòng)的瞬時(shí)加速度轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘?yīng)電荷。n壓電式加速度傳感器體小、質(zhì)輕，測頻范圍寬，對(duì)被測振體的振動(dòng)特性影響小，故得到廣泛應(yīng)用。壓電式扭矩傳感器壓電式脈搏傳感器n該產(chǎn)品采用高度集成化工藝將力敏元件 (PVDF壓電膜 )、靈敏度溫度補(bǔ)償元件、感溫元件、信號(hào)調(diào)理電路電路集成在傳感器內(nèi)。 n壓電式原理采集信號(hào)，模擬信號(hào)輸出，輸出同步于脈搏波動(dòng)的脈沖信號(hào)，脈搏波動(dòng)一次輸出一正脈沖。n該產(chǎn)品可用于脈率檢測，如運(yùn)動(dòng)、健身器材設(shè)備中的心率測試。壓電式脈搏傳感器n集成化數(shù)字脈搏傳感器n增加了程控放大電路、基線調(diào)整電路、 A/D轉(zhuǎn)換電路、串行通信電路，方便用戶集成及二次開發(fā)使用。n壓電式原理采集信號(hào)，數(shù)字信號(hào)輸出，直接通過 USB或串口輸出脈搏波波形數(shù)據(jù)。n該產(chǎn)品可應(yīng)用于脈率檢測、無創(chuàng)心血管功能檢測、妊高征檢測、中醫(yī)脈象診斷等。壓電式渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)可計(jì)量飽和蒸汽、過熱蒸汽、工業(yè)用水、排水、高低溫液體、液化氣、天然氣、城市煤氣、壓縮空氣等各種介質(zhì)，廣泛適用于冶金化工、輕工、食品及污水處理等行業(yè)。 壓電式渦街流量計(jì)原理n渦街流量計(jì)是應(yīng)用卡門渦街原理和現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計(jì)而制造的一種流量計(jì)，旋渦的發(fā)生頻率與流體的速度成正比，在一定條件下，符合下式： f=StV/d（式中 f：旋渦發(fā)生頻率 v：流速 d：三角柱寬度）n流體旋渦對(duì)三角柱產(chǎn)生交替變化的壓力，由壓電信號(hào)傳感器檢測成電信號(hào)經(jīng)前置放大器進(jìn)行放大，變成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。n渦街流量計(jì)可以對(duì)廣泛的氣體（包括蒸汽）和液體進(jìn)行容積計(jì)量，配接流量積算儀和溫度、壓力傳感器可進(jìn)行質(zhì)量運(yùn)算及各種參數(shù)顯示。一種研究噴油嘴油束發(fā)展過程的新方法1噴油泵實(shí)驗(yàn)臺(tái) 。2噴油泵 。3噴油嘴 。4壓電式壓力傳感器 。5電荷放大器 。6針閥升程傳感器 。7針閥升程測量儀 。8A/D采集卡 。9微型計(jì)算機(jī)將噴油嘴安裝到如圖所示的油束動(dòng)量測量裝置內(nèi) ,用石英壓電晶體壓力傳感器測量油束打在傳感器受壓面上的沖擊力
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