力與壓力的檢測(cè)ppt課件(參考版)
2025-01-17 09:55本頁面
【正文】 力與壓力的檢測(cè) 。工作原理：振蕩片隨發(fā)動(dòng)機(jī)的振蕩而振蕩，壓電元件隨振蕩片的振蕩而發(fā)生變形，進(jìn)而在其上產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)。 力與壓力的檢測(cè) 傳感器技術(shù) 叁 武 漢 軟 件 工 程 職 業(yè) 學(xué) 院 WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING 壓電式傳感器應(yīng)用 例 共振型壓電式爆燃傳感器 共振型壓電式爆燃傳感器主要由插頭、插接器、壓電元件等組成。這時(shí)的聲傳感器就是聲頻信號(hào)接收器。 當(dāng)交變信號(hào)加在壓電陶瓷片兩端面時(shí)，由于壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，陶瓷片會(huì)在電極方向產(chǎn)生周期性的伸長和縮短。 按電荷平衡式 有 得： 其中 由放大器 整理后 若使 CF為 穩(wěn)定的數(shù)值，輸出電壓唯一地 取決于 電荷 量 q，屏除了電纜電容等影響因素。 3 3 3 3201 ( )mmima c id F R d FUC C C????? ???3 3 3 3221( ) ( )imum a c ia c iU d dKF C C CC C CR?? ? ???? ? ?力與壓力的檢測(cè) 傳感器技術(shù) 叁 武 漢 軟 件 工 程 職 業(yè) 學(xué) 院 WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING 壓電式傳感器測(cè)力 測(cè)量 電路 放大器 電荷放大器的等效電路可用圖 表示。其電壓值為 aiaiRRRRR? ?ciC C C??33 s i n s i nmamaad F tqU U tCC? ?? ? ?力與壓力的檢測(cè) 傳感器技術(shù) 叁 武 漢 軟 件 工 程 職 業(yè) 學(xué) 院 WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING 壓電式傳感器測(cè)力 測(cè)量 電路 1. 電壓放大器 放大器輸入端的電壓 Ui，其復(fù)數(shù)形式為 Ui 的幅值 Uim為 輸入電壓與作用力之間的相位差 υ為 33111 1 ( )11iaaaRjCRjRjCU U d Fj R C CRjCjCRjC??????????????332 2 21 ( )mima c id F RUR C C C??? ? ? ?? ?a r c t a n (2 a c iR C C C???? ? ? ?力與壓力的檢測(cè) 傳感器技術(shù) 叁 武 漢 軟 件 工 程 職 業(yè) 學(xué) 院 WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING 壓電式傳感器測(cè)力 測(cè)量 電路 1. 電壓放大器 令 τ=R(Ca+CC+Ci)， τ 為測(cè)量回路的時(shí)間常數(shù)，并令 ω0=1/τ，則可得 根據(jù)傳感器電壓靈敏度 Ku的定義得 由上式可見：壓電式傳感器不能測(cè)量靜態(tài)量；其高頻響應(yīng)較好。 這 兩種等效電路是完全等效的。 0arSSC ? ? ?????aaqUC?力與壓力的檢測(cè) 傳感器技術(shù) 叁 武 漢 軟 件 工 程 職 業(yè) 學(xué) 院 WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING 壓電式傳感器測(cè)力 測(cè)量 電路 實(shí)際使用時(shí)，壓電傳感器通過導(dǎo)線與測(cè)量儀器相連接，連接導(dǎo)線的等效電容 CC、 前置放大器 的輸入電阻 Ri、輸入電容 Ci 對(duì)電路的影響就必須一起考慮進(jìn)去 。當(dāng)壓電陶瓷在沿極化方向受力時(shí)，則在垂直 于 z 軸 的上 、下兩表面上將會(huì)出現(xiàn)電荷，其電荷量 q與作用力 Fz 成正比，即 33zzq d F?力與壓力的檢測(cè) 傳感器技術(shù) 叁 武 漢 軟 件 工 程 職 業(yè) 學(xué) 院 WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING 壓電式傳感器測(cè)力 測(cè)量 電路 壓電 傳感器可看成 一個(gè)電荷源與一個(gè)電容并聯(lián) 的電荷 發(fā)生器，如圖 。這種由于電效應(yīng)而轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械效應(yīng)，或者由電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的現(xiàn)象 ，就是 壓電陶瓷的 逆壓電效應(yīng) 。這時(shí)，陶瓷片內(nèi)的正、負(fù)束縛電荷之間距離也增大，即 陶瓷 片沿極化方向產(chǎn)生伸長形變 。這種由機(jī)械效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦?yīng)，或者由機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿默F(xiàn)象，就是 壓電陶瓷的 正壓電效應(yīng) 。因此，原來吸附在電極上的自由電荷，有 一部分 被釋放，而出現(xiàn) 放電現(xiàn)象 。 如果在陶瓷片上加一個(gè)與極化方向平行的壓力 F，陶瓷片將產(chǎn)生壓縮形變。在無外電場(chǎng)作用時(shí) ，各個(gè) 電疇在晶體上雜亂分布，它們的極化效應(yīng)被相互抵消，因此原始的壓電陶瓷內(nèi) 極化強(qiáng)度為 零。 1 2 1 2 1 2yyb c bq d F d Fa c a??1 2 1 1 ybq d Fa??力與壓力的檢測(cè) 傳感器技術(shù) 叁 武 漢 軟 件 工 程 職 業(yè) 學(xué) 院 WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING 壓電式傳感器測(cè)力 壓電陶瓷的 壓電效應(yīng) 壓電陶瓷是人工制造的多晶壓電材料，它具有類似鐵磁材料磁疇結(jié)構(gòu)的電疇結(jié)構(gòu)。 11 xa d U??11 11 xxxxFqUdCC??力與壓力的檢測(cè) 傳感器技術(shù) 叁 武 漢 軟 件 工
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