KC04040106-m01-压电式传感器的工作原理课件.ppt

1、1 传感器及应用2 1 任务1：车速检测中的压力检测任务2：电子秤的压力检测任务3：管道内液体的压力检测任务4：物联网中的压力检测-知识拓展项目六、物联网中的压力检测传感器及应用3 1 任务1：车速检测中的压力检测压电式传感器的工作原理4 压电式传感器的工作原理一、压电式传感器的工作原理 压电式传感器是一种自发电式传感器。它以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质表面产生电荷，从而实现非电量电测的目的。压电传感元件是力敏感元件，它可以测量最终能变换为力的那些非电物理量，例如动态力、动态压力、振动加速度等，但不能用于静态参数的测量。压电式传感器具有体积小、质量轻、频响高、信噪比大等特

2、点。由于它没有运动部件，因此结构坚固、可靠性、稳定性高。5 一、压电式传感器的工作原理 天然结构的石英晶体呈六角形晶柱，用金刚石刀具切割出一片正方形薄片。当晶体薄片受到压力时，晶格产生变形，表面产生正电荷，电荷Q与所施加的力F成正比，这种现象称为压电效应。还有一些人造的材料也具有压电效应。若在电介质的极化方向上施加交变电压，它就会产生机械变形。当去掉外加电场时，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应（电致伸缩效应）。压电式传感器的工作原理6 一、压电式传感器的工作原理 石英晶体石英晶体压电效应演示压电效应演示 当力的方向改变时，电荷的极性随之改变，输出电压的频率与动态力的频率相同；当动态

3、力变为静态力时，电荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失。压电式传感器的工作原理7 一、压电式传感器的工作原理压电传感器中的压电元件材料一般有三类：1、一类是压电晶体（如上述的石英晶体）；2、另一类是 经过极化处理的压电陶瓷；3、第三类是高分子压电材料。压电式传感器的工作原理8 一、压电式传感器的工作原理天然形成的石英晶体外形压电式传感器的工作原理9 一、压电式传感器的工作原理天然形成的石英晶体外形压电式传感器的工作原理10 一、压电式传感器的工作原理石英晶体切片及封装石英晶体薄片双面镀银并封装压电式传感器的工作原理11 一、压电式传感器的工作原理 石英晶体在振荡电路中工作时，压电效应与逆压电效应交

4、替作用，从而产生稳定的振荡输出频率。晶振石英晶体振荡器（晶振）压电式传感器的工作原理12 一、压电式传感器的工作原理 压电陶瓷是人工制造的多晶压电材料，它比石英晶体的压电灵敏度高得多，而制造成本却较低，因此目前国内外生产的压电元件绝大多数都采用压电陶瓷。常用的压电陶瓷材料有锆钛酸铅系列压电陶瓷（PZT）及非铅系压电陶瓷（如BaTiO3等）。压电式传感器的工作原理13 一、压电式传感器的工作原理无铅压电陶瓷及其换能器外形压电式传感器的工作原理14 一、压电式传感器的工作原理高分子压电薄膜及拉制 压电式传感器的工作原理15 一、压电式传感器的工作原理 典型的高分子压电材料有聚偏二氟乙烯（PVF2或PVDF）、聚氟乙烯（PVF）、改性聚氯乙烯（PVC）等。它是一种柔软的压电材料，可根据需要制成薄膜或电缆套管等形状。它不易破碎，具有防水性，可以大量连续拉制，制成较大面积或较长的尺度，价格便宜，频率响应范围较宽，测量动态范围可达80dB。压电式传感器的工作原理16 一、压电式传感器的工作原理高分子压电材料制作的压电薄膜和电缆压电式传感器的工作原理17 一、压电式传感器的工作原理可用于波形分析及报警的高分子压电踏脚板压电式传感器的工作原理18 一、压电式传感器的工作原理压电式脚踏报警器压电式传感器的工作原理19 谢谢关注！