学习情境四轮胎压力监测仪测量系统

学习情境四轮胎压力监测仪测量系统第一页，共十四页，2022年，8月28日一、压电效应某些晶体，在一定方向受到外力作用时，内部将产生极化现象，相应地在晶体的两个表面产生符号相反的电荷；当外力作用除去时，又恢复到不带电状态。当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变，这种现象称为压电效应。具有压电效应的物质很多，如石英晶体、压电陶瓷、压电半导体等。

第二页，共十四页，2022年，8月28日1、石英晶体的压电效应石英晶体是一种应用广泛的压电晶体。第三页，共十四页，2022年，8月28日纵向压电效应产生的电荷为

qxx＝dxxFx

横向压电效应产生的电荷为根据石英晶体的对称条件dXY=dXX，所以

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石英晶体的每一个晶体单元中，有三个硅离子和六个氧离子，正负离子分布在正六边形的顶角上，如下图所示。当作用力为零时，正负电荷相互平衡，所以外部没有带电现象,而受力后破坏了平衡,就带电了。

第五页，共十四页，2022年，8月28日2，压电材料压电材料一般应考虑以下主要特性：1)具有较大的压电常数。2)压电元件的机械强度高、刚度大并具有较高的固有振动频率。3)具有高的电阻率和较大的介电常数。4)具有较高的居里点。居里点高可以得到较宽的工作温度范围。5)压电特性不随时间蜕变，有较好的时间稳定性。第六页，共十四页，2022年，8月28日

二、结构型式在压电式传感器中，常用两片或多片组合在一起使用。由于压电材料是有极性的，因此接法也有两种，如下图所示。图a为并联接法，图中b为串联接法，a)b)第七页，共十四页，2022年，8月28日

三、压力监测电路的设计与制作1、原理电路图第八页，共十四页，2022年，8月28日车内胎被锐物扎破漏气部位的气流声被传声器BM接收，转换成电信号，经电容C2耦合到晶体三极管VT放大，再经耦合电容C3、C4并由电位器RP选择音量后，由SL31集成功率放大器充分放大，由耳机BE放音。选用SL31(或LA4101)低电压集成功率放大电路，其使用电压可在2—4.5V间选择，现用3V工作电源。

第九页，共十四页，2022年，8月28日2、制作与调试印制板参考尺寸为65mm×55mm，可自制。电路板可安装在小盒内，传声器BM由屏蔽传声器线单独引出，线长1.2m。在印制电路板非铜箔面装上电池夹。SL31集成功率放大器焊在铜箔面。元器件全部焊装后，装上两节电池，旋动电位器RP的拨盘，闭合电源开关，把电位器旋到约1／3位置处，耳机BE中有极轻微的“沙沙”声。第十页，共十四页，2022年，8月28日

如有“扑扑”声出现，说明有自激现象，可调节电阻R5，减小SL31集成功率放大器的增益，试试能否消除。调节电阻R2，使晶体三极管VT的工作电流Ic值在2～3mA。再调节电阻R1，使驻极体传声器BM工作状态较佳。调试时耳机BE不必戴在头上，以免突发巨大的声响震伤调试者的耳膜。第十一页，共十四页，2022年，8月28日四、压电传感器的应用1.YD型压电式加速度传感器它的主要优点是；灵敏度高、体积小、重量轻、测量频率上限较高、动态范围大。但易受外界干扰，在测试前需进行各种校验。第十二页，共十四页，2022年，8月28日2.6100系列压电加速度计压电加速度计是以压电晶体做敏感件。体积小、重量轻、输出信号大，固有频率高，可用于测量振动、冲击等信号。其外形见下图。

第十三页，共十四页，2022年，8月28日3.HZ-9508型测振表

HZ-9508型测振表是用于旋转机械进行振动测量、简易故障诊断的一种便携式数字显示测振表，用YD型压电式加速度传感器作为表头。它除了可测量一