专题4压电效应和压电传感器典型应用课件.ppt

,专题4压电效应与压电传感器典型应用2019/127,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、信噪比大等特点。由于它没有运动部件,因此结构坚固、可靠性、稳定性高。2019/127,1压电效应(80页)外力沿压电材料特定晶向作用使晶体变形,使得相对的晶面上产生电荷,去掉外力后压电材料又重回不带电状态,这种由外力作用产生电极化的现象称为正压电效应压电效应可逆,在压电材料特定晶向施加电场时,不仅有极化现象发生,还产生机械形变;去掉电场,应力和形变也随之消失,这种现象称为逆压电效应当外力F沿特定方向作用压电晶体时,在相对晶面上产生电荷Q,两者的关系可表示为Q=dF式中,d为压电常数,反映外力与其产生电荷的比例关系,表征压电效应的强弱程度2019/127,石英晶体的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;当动态力变为静态力时,电荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失2019/127,2压电材料的分类及特性(81页)压电传感器中的压电元件材料一般有三类:一类是压电晶体(如上述的石英晶体);另一类是经过极化处理的压电陶瓷;第三类是高分子压电材料。2019/127,