第六章壓電式傳感器-資料下載頁
2025-08-01 17:47本頁面
【正文】 ????)1()1(000特點：輸出電壓與電纜電容 CC無關，即與電纜長度無關，更換電纜不影響傳感器靈敏度，且輸出電壓與輸出電荷成正比。 第五節(jié) 壓電式傳感器的應用 一、 壓電式加速度傳感器 結構 壓電片用高壓電系數(shù)的壓電陶瓷制成 。 兩個壓電片并聯(lián) 。 質量塊用高比重的金屬塊 ， 對壓電元件施加預載荷 它主要由壓電元件、質量塊、預壓彈簧、基座及外殼等組成。 整個部件裝在外殼內(nèi) , 并用螺栓加以固定。 測量時，將底座與被測量加速度的構件剛性地連接在一起，使質量塊感受與構件完全相同的運動。當構件產(chǎn)生加速度時，質量塊將產(chǎn)生慣性力F1，其方向與加速度方向相反，大小為 F1＝ ma。此慣性力與預緊力 F0疊加后作用在壓電元件上，使得作用在壓電元件上的壓力 F為： 0 1 0F F F F m a? ? ? ?壓電元件上產(chǎn)生與加速度 a對應的電荷，即 1 1 1 1 0()Q d F d F ma? ? ?工作原理 右圖給出了 Q＝ f(F)的函數(shù)關系 0Q為靜態(tài)工作點的電荷量 與 ma對應的是電荷的增量 Q?11Q d m a? ? ?工作時，將壓電元件產(chǎn)生的電荷輸出給電荷放大器，則電荷放大器的輸出電壓的增量 110ffd m aQuCC??? ? ? ? 由上式可知，電荷放大器的輸出電壓的增量 與加速度 a成正比。因此，只要將 測出，即可測出構件的加速度。 如果在電路中增加一級或兩級積分電路，則還可測出構件的速度或位移量 。 0u? 0u? 二 、 檢測原理 :它利用壓電元件對振動敏感的特性來感知玻璃受撞擊和破碎時產(chǎn)生的振動波 。 傳感器把振動波轉換成電壓輸出 ， 輸出電壓經(jīng)放大 、 濾波 、 比較等處理后提供給報警系統(tǒng) 。 檢測時傳感器用膠粘貼在玻璃上 , 然后通過電纜和報警電路相連 。 帶通濾波使玻璃振動頻率范圍內(nèi)的輸出電壓信號通過 ， 其它頻段的信號濾除 。 比較器作用是當傳感器輸出信號高于設定的閾值時 , 輸出報警信號 , 驅動報警執(zhí)行機構工作 。 如進行聲光報警 。 三 、 壓電式測力傳感器 傳感器上蓋為傳力元件 , 當外力作用時 , 它將產(chǎn)生彈性變形 , 將力傳遞到石英晶片上 。 兩片石英晶體采用并聯(lián)方式 ， 一根引線兩壓電片中間的金屬片上 ，另一端直接與上蓋相接 。 利用其縱向壓電效應 , 實現(xiàn)力 —電轉換 。 電信號通過接頭輸出 。 可測動態(tài)力 。 注意：上蓋與石英晶體間應有一定的預壓力 。 四、 壓電式金屬加工 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換為電信號輸出 , 記錄下電信號的變化便測得切削力的變化。 五、壓電式粗糙度測量傳感器
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