[工學]壓電式傳感器(參考版)
2024-10-21 23:49本頁面
【正文】 。當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。 圖 高分子壓電薄膜振動感應片 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片可用作 玻璃破碎報警裝置 。 四．壓電新材料傳感器及其應用 聚偏二氟乙烯（ PVDF）高分子材料具有壓電效應，可以制成高分子壓電薄膜。 當膜片受到壓力 F作用后，在壓電晶片表面上產(chǎn)生電荷。 三．壓電式壓力傳感器 左圖是一種壓電式壓力傳感器結構圖。 為此 ， 在力傳遞系統(tǒng)中加入預加力 ， 稱預載 。 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可測得切削力的變化 。 下圖是利用壓電陶瓷傳感器測量刀具切削力的示意圖 。石英晶片的尺寸為 φ8 1mm。 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~， 當外力作用時 ， 它將產(chǎn)生彈性變形 ， 將力傳遞到石英晶片上 。結構上大多采用機械串聯(lián)而電氣并聯(lián)的兩片晶片。 振動測試 4．壓電式加速度傳感器的結構 下 圖為四種壓電式加速度傳感器 (基于厚度變形的壓縮式 )的典型結構。 實際測量的振動頻率上限 ?=(1/5~1/3)?n。 1y 壓電式傳感器的 高頻響應特別好 ，只要放大器的高頻截止 頻率遠高于傳感器自身的固有頻率。 對于與電荷放大器配合使用的情況，傳感器的 低頻響應 受 電荷放大器 的 3dB下限截止頻率 fL=1/2?RfCf 限制，而一般 電荷放大器的 fL 可低至 ，甚至更低。從頻響特性也可清楚地看到，在這 一頻率范圍內(nèi)，靈敏度基本上不隨頻率而變化。 而壓電片表面所產(chǎn)生的 電荷量 與作用力成正比，即 式中， d— 壓電元件的壓電常數(shù)。 上式可改寫為 20 0 1012( ) [ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ] 0d y t d y t y tm c k y t y tdtdt?? ? ? ?2 20 1 0 1 10122( ) ( ) ()()d y t d y t d y tm c k y t mdtd t d t? ? ? ? 根據(jù)二階傳感器頻響特性分析方法，可得壓電式加速度傳感器的 幅頻特性 和 相頻特性 分別為：
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