压电式传感器的应用课件.ppt

1、图图1 压力式单向测力传感器结构图压力式单向测力传感器结构图 传感器上盖为传力元件，它的外缘壁厚为传感器上盖为传力元件，它的外缘壁厚为0.10.5mm0.10.5mm，外力作用使它产生弹性变形，将力传，外力作用使它产生弹性变形，将力传递到石英晶片上。石英晶片采用递到石英晶片上。石英晶片采用xyxy切型，切型， 利用其纵向利用其纵向压电效应，压电效应， 通过通过d d1111实现力实现力电转换。电转换。下图是一种压电式加速度传感器的结构图。它主要由下图是一种压电式加速度传感器的结构图。它主要由压电元件、质量块、预压弹簧、基座及外壳等组成。压电元件、质量块、预压弹簧、基座及外壳等组成。整个部件装在

2、外壳内，并由螺栓加以固定。整个部件装在外壳内，并由螺栓加以固定。 图图2 压电式加速度传压电式加速度传感器结构图感器结构图 当加速度传感器和被测物一起受到冲击振动时，当加速度传感器和被测物一起受到冲击振动时，压电元件受质量块惯性力的作用，根据牛顿第二定律，压电元件受质量块惯性力的作用，根据牛顿第二定律，此惯性力是加速度的函数，此惯性力是加速度的函数， 即即 式中：式中：F质量块产生的惯性力；质量块产生的惯性力； m质量块的质量；质量块的质量； a加速度。加速度。 与加速度与加速度a成正比。因此，测得加速度传感器输出的成正比。因此，测得加速度传感器输出的电荷便可知加速度的大小。电荷便可知加速度的

3、大小。 此时惯性力此时惯性力F作用于压电元件上，因而产生电荷作用于压电元件上，因而产生电荷q，当传感器选定后，当传感器选定后，m为常数，为常数， 则传感器输出电荷为则传感器输出电荷为madFdq3333 SPdFdq111122vtLLvtLLBA 当信号发生器产生的正弦交流信号加在压电陶瓷片两端当信号发生器产生的正弦交流信号加在压电陶瓷片两端面时，压电陶瓷片将产生机械振动，在空气中激发出声面时，压电陶瓷片将产生机械振动，在空气中激发出声波。所以，换能器波。所以，换能器S1是声频信号发生器是声频信号发生器。 当当S发出的声波信号经过空气传播到达换能器发出的声波信号经过空气传播到达换能器S2时，空时，空气振动产生的压力作用在气振动产生的压力作用在S2的压电陶瓷片上使之出现的压电陶瓷片上使之出现充、放电现象，在示波器上就能检测出该交变信号。充、放电现象，在示波器上就能检测出该交变信号。所以，换能器所以，换能器S2是声频信号接收器是声频信号接收器。