第六章壓電式傳感器-資料下載頁(yè)
2025-08-01 13:20本頁(yè)面
【正文】 Cf— 放大器反饋電容 k— 放大器的開(kāi)環(huán)增益 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第六章 壓電式傳感器 當(dāng) k足夠大，則： 則 ： 電荷放大器的輸出電壓僅與電荷量和反饋電容有關(guān)，只要保持反饋電容的數(shù)值不變，輸入電壓就正比于輸入電荷量，且當(dāng)（ 1+K） Cf 10（ Ca+Cc+Ci） 以上時(shí)， ① 可認(rèn)為傳感器的靈敏度與電纜電容無(wú)關(guān)，更換電纜和使用較長(zhǎng)電纜（數(shù)百米）時(shí)，無(wú)需重新校正傳感器靈敏度。 Rf（約 1010～ 1014Ω）提供直流反饋； 電荷放大器的時(shí)間常數(shù) RfCf相當(dāng)大（ 105S以上），下限截止頻率 fL=1/(2πRfCf) ，低達(dá) 3 106Hz，上限頻率高達(dá) 100KHz，輸入阻抗大于 1012Ω，輸出阻抗小于 100Ω。 ② 壓電式傳感器配用電荷放大器時(shí)， 低頻響應(yīng)比配用電壓放大器要好得多 ， 可對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)的物理量進(jìn)行有效的測(cè)量 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第六章 壓電式傳感器 ? 電荷放大器的實(shí)際電路舉例 設(shè)計(jì)電荷放大器時(shí)，為了基本滿足 Ri近似無(wú)限大的條件，所選運(yùn)算放大器的輸入阻抗應(yīng)大于 1010Ω，至少不應(yīng)小于 109Ω ；開(kāi)環(huán)增益一般應(yīng)達(dá)到 90dB。本例中 200MΩ和 Rf 電阻是為了防止放大器飽和而加入的， 22KΩ電阻可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入端的保護(hù)作用。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第六章 壓電式傳感器 167。 64 壓電式傳感器的應(yīng)用 一、壓電式加速度傳感器 通過(guò)壓電元件與質(zhì)量塊的結(jié)合，可以構(gòu)成壓電式加速度傳感器，壓電式加速度傳感器常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)型式有基于壓電元件厚度變形的 壓縮型 和基于剪切變形的 剪切型 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第六章 壓電式傳感器 （ c）梁式 （ a）單端中心壓縮式 （ b）挑擔(dān)式 1 —— 慣性質(zhì)量塊 2 —— 雙壓電晶片 3 —— 引線 4 —— 底座 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第六章 壓電式傳感器 ?靈敏度： 100mV/g ?量程： 50g ?頻率范圍： （ 177。 10%) ?分辨率： ?線性： ≤ 1% ?橫向靈敏度： ≤ 5% 典型值： ≤ 3% ?溫度范圍： 40~+120℃ ?用途：模態(tài)試驗(yàn) LC0101 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第六章 壓電式傳感器 LC0106 ?靈敏度： 1000mV/g ?量程： 5g ?頻率范圍： （ 177。 10%) ?分辨率： ?重量： 200gm ?安裝螺紋： M5 mm ?線性： ≤1% ?橫向靈敏度： ≤5% 典型值： ≤3% ?溫度范圍： 40～ +120℃ ?用途：超低頻、小 g測(cè)量 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第六章 壓電式傳感器 二、壓電式力和壓力傳感器 按用途和壓電元件的組成可分為單向力、雙向力和三向力傳感器。 左圖是壓電式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)圖，它主要由石英晶片、膜片、薄壁管、外殼等組成。石英晶片由多片疊堆放在薄壁管內(nèi)，并由拉緊的薄壁管對(duì)石英晶片施加預(yù)載力。感受外部壓力的是位于外殼和薄壁管之間的膜片，它由撓性很好的材料制成。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第六章 壓電式傳感器 ULT25系列 壓電石英力傳感器 ULT25系列產(chǎn)品可用于測(cè)量動(dòng)態(tài)、短期靜態(tài)的振動(dòng)和沖擊力，機(jī)械結(jié)構(gòu)的拉伸和壓縮力。與激振器配合，能夠測(cè)量和控制激振力。與加速度、速度傳感器配合，可測(cè)量機(jī)械阻抗。 ULT0501 ULT0502 ULT0503 哈爾濱工業(yè)大學(xué) ? 壓電式腳踏報(bào)警器 第六章 壓電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第六章 壓電式傳感器 三、壓電式超聲波傳感器 超聲波傳感器（又稱(chēng)超聲波探頭），按其作用原理分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等數(shù)種，其中以壓電式為最常用。 壓電式超聲波探頭是利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，將高頻電振動(dòng)轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)，產(chǎn)生超聲波（發(fā)射探頭）。 利用正壓電效應(yīng)將接收的超聲波振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（接收探頭）。 由此構(gòu)成的超聲波傳感器可以測(cè)量厚度、液位、流量等。 (后面第九章會(huì)講到 ) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) ? 玻璃打碎報(bào)警裝置 第六章 壓電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) ? 交通監(jiān)測(cè) 第六章 壓電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) ? 海嘯預(yù)警系統(tǒng) 第六章 壓電式傳感器
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