压电式传感器课件.pptx

1、第六章第六章压电压电式式传感器传感器6.1压电式传感器工作原理6.2测量电路6.3压电式传感器的应用图6-1压电材料的受压情况图6-2压电材料微单元及其受压分析图6-3石英的晶体结构及切片方向图6-4石英的压电机理分析图6-5压电陶瓷的极化图6-6压电式传感器及等效电路图6-7压电式传感器的电压放大电路图6-8电压放大电路的幅频响应图6-9电荷放大器的等效电路图6-10电荷放大器的简化电路图6-11电荷放大器简化电路的等效图压电元件受力产生电荷后，需要由镀附在表面的电极完成输出。压电元件是一个电荷源，同时也是一个以压电材料为介质的电容。电荷只有在电容无泄漏的情况下才能保存，压电元件和后续放大器

2、的输入阻抗尽管很高，但还是不能保证电荷的不泄漏，只是泄漏的速度有快有慢，因此压电式传感器不适宜做静态测量。压电式传感器一般用来检测交变的力信号，如机床切削力的动态测量和振动的测量(压电加速度传感器)。单片压电元件产生的电荷很小，为了提高响应的灵敏度，在实际使用中常采用两片或多片同类压电元件叠放的结构。由于压电元件产生的电荷是有极性的，因此有串联、并联两种接法。如图6-12所示，图(a)是两片压电元件的负端接在一起，中间插入金属电极，成为压电传感器负端输出，外侧的两个正端短接形成压电传感器的正端输出，这种接法类似两个电容的并联，称为并联接法。图(b)是两片压电元件的不同极性的端面接在一起，另外两侧形成压电传感器的正、负端输出，这种接法类似两个电容的串联，称为串联接法。图6-12多片压电元件的组合接法图6-13单向压电式力传感器图6-14压电式三向力传感器的结构及压电片的受力分析图6-15压电式加速度传感器的结构图6-16压电式玻璃破碎报警器电路原理图