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文档简介

压电式传感器一、变换原理--压电效应二、压电效应某些物质(如石英)，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为正压电效应。•压电传感器：一种有源传感器，亦即发电型传感器。它利用某些材料的压电效应，这些材料在受到外力作用时，在材料的表面会产生电荷。三、压电机理石英晶体为SiO2单晶体正六面体结构。呈现各向异性(3个晶轴)：•光轴(纵向轴)Z

：沿Z轴方向加力，无压电效应。•电轴X：沿X轴方向施力，与X垂直的平面上压电效应最显著

(纵向压电效应)•机械轴Y：沿Y轴(切割方向)加力,在Y方向无压电效应(只产

生形变),在垂直于X的平面上产生压电效应(横向压电效应)压电陶瓷•多晶体压电材料，压电系数高，灵敏度较石英材料高，但工作温度低，温度稳定性和机械强度都不如石英。•新型压电陶瓷材料：研究发现：动物的骨、腱、牙齿、皮肤、肌肉、血管、韧带、毛发等，都程度不同地存在压电效应。长期停留在太空处于失重状态下的宇航员，骨骼会受到一定程度的损害,受损伤最严重的是足跟骨。有的宇航员返回地面3个月后，足跟骨都未能恢复正常。这是由于宇航员在太空中长期失重的条件下，骨头所受的压力减少，使刺激骨头生长的压电效应减弱了。压电效应控制骨骼生长6月29日，航天员：景海鹏、刘旺、刘洋出舱后敬礼致意。四、测量电路压电传感器内阻较高，输出电信号很微弱，应把传感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器中，经过阻抗变换(将高输出阻抗变换为低输出阻抗)后，方可输

入到后续显示仪表中。•逆压电效应的应用：•压电致动器：施加一高频交变电压，可将压电体作

成一振动源，利用这一原理可制造高频振动台、超

声波发生器、扬声器、高频开关等。•精密微位移装置

：用于制成录像带头定位器、点阵

式打印机头、继电器、电风扇等。在交变电场作用下，压电材料会发生几何尺寸(体积)的改变(伸缩)。五、逆压电效应(电致伸缩效应)惯性式加速度传感器的工作

频段是在ω/ωn=0~1之间的平

坦段；在该平坦段内，振动位移xo正比于被测加速度。压电加速度传感器。压电晶片受到动压力p=kx0

(x0

－质量m的振动位移)，由压电效应在晶片极面上产生电荷。惯性式传感器(a

)线位移式(b)旋转式六、压电传感器的应用压电式动态力传感器车床中用于动态切削力的测量压电式动态力传感器在体育动态测

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