測試技術課程設計---壓電式加速度傳感器測加速度-文庫吧資料
2024-11-15 15:25本頁面
【正文】 壓電晶體傳感器測量加速度的研究 （論 文 ） 6 FF ??3 ； FF?4 （ ） 式中 F′為上壓電片給上薄板得壓力， F 為下壓電片給薄板得壓力。 假設存在加速度 a ，方向向上。重物采用質量較 大的物體，用來感受加速度。輕質薄片不計質量，只是起到將彈簧的點壓力轉換成對壓電片的面壓力的作用。分別用來感受上 下兩個壓電片受到輕質薄片的均勻壓力。 壓電式加速度傳感器的基本結構及其原理 壓電式加速度傳感器的基本結構簡圖如（圖 ）所示，一共包含七個主要部分，分別為：兩個壓電片，兩個輕質薄片，外殼，一個重物，兩個勁度系數(shù)比較大的彈簧，以及一個質量比較大的基座等基本部件組合而成。適宜用于以電壓作輸出信號，且測量電路輸入阻抗很高的地方。 ?? 。兩個壓電片的形變性質也相反，此種連接方式相當于兩個電容串聯(lián)，這樣就會使得電容在數(shù)值上縮小一倍，電壓變?yōu)樵瓉淼膬杀?。兩個壓電片受到的形變性質相反，這種連接方式相當于兩個電容并聯(lián)，這樣電容和電荷量就會增長一倍，這種條件下的電容 ,電荷，電壓可分別表示如下： CC 2?? ； 2?? ； UU?? 由于并聯(lián)接法輸出電荷大，本身電容大，時間常數(shù)大，適宜用在測量慢變信號并且以電荷作為輸出量的地方。分別為串聯(lián)和并聯(lián)方法 。 晶體的壓電常數(shù)都為常系數(shù)，根據石英晶體的軸對稱條件， x 和 y 方向的壓電系數(shù)具有如下關系： 21 dd ?? （ ） 壓電元件的結構形式 實際中，為了提高壓電元件的靈敏度，使壓電信號更容易檢測或測量，通常將多片壓電晶片組合起來使用。 當壓電晶體受到 x 軸向的壓力 xF 時，在垂直于 x 軸向的軸面上會產生電荷，其大小為： 圖 石英晶體的晶軸 圖 按特定方向的切片 壓電晶體傳感器測量加速度的研究 （論 文 ） 4 xx FdQ 1? （ ） 公式中 xF ，是 x 軸方向的應力， 1d 是 x 軸向壓電系數(shù)。 石英晶體按特定方向切片后，沿 x 軸的力作用時產生電荷的壓電效應稱為“縱向壓電效應”；沿 y 軸向的壓電效應為“橫向壓電效應”；沿 z 軸向不會產生壓電效應。如 （圖）所示，為石英晶體切割方向和各軸向示意圖， x 為電軸， y 為機械軸， z 為光軸。 壓電效應的基本原理 從晶體結構方面研究，晶體缺乏中心對稱是壓電現(xiàn)象的主要原因。當外電場去掉后，電疇極化方向基本保持原極化方向不變，壓電陶瓷的極化強度不再為零。而且外加電場的方向是壓電陶瓷的極化 方向。C, 時間 5～ 20min。自然情況下，各個電場的方向都雜亂無章，因此對外不顯電性，進而不會產生壓電效應。整個極化過程如 （圖 ）所示。 壓電陶瓷對外力的敏感使它甚至可以感應到十幾米外飛蟲拍打翅膀對空氣的擾動，用它來 制作 地震儀 ，能精確地測出地震強度，指示出地震的方位和距離 。 壓電陶瓷具有敏感的特性，可以將極其微弱的機械振動轉換成電信號，可用于 聲吶系統(tǒng) 、氣象探測、遙測環(huán)境保護、家用電器等。 石英具有強烈的壓電性，即用力敲打時會產
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1