压电传感器调研报告

压电传感器调研报告

问:讲述压电式传感器的结构形式,特点及主要用途
  1. 答:1、压电式传感器是一种典型的有源传感器,它以某些电介质的压高扰电效应为基础,其基本工作原理是在外力作用下,电介质的表面上产生电荷,即压电效应;压电传感器的两表面所形成的极板相当于电容器的两个极板,输出量是电荷,从而实现非电量的尘神电测目的,所显示的电压取决于压电传感器的电容。戚兄旦
    2、压电式传感器的主要特点:响应频带宽、灵敏度高、大、结构简单、工作可靠、质量轻。
    3、压电式传感器可用于力、压力、速度、、震动等许多非电量的测量,可做成力传感器、、震动传感器等。
问:压电式传感器的压电分析
  1. 答:石英的晶体结构为六方晶体系,化学式为SiO2。
    定义:
    x:两平行柱面内夹角等分线,垂直此轴压电效应最强,称为电轴。
    y :垂直于平行柱面,在电场作用下变形最大,称为机械轴。
    z :无压电效应,中心轴,也称光轴。
    当在电轴方向施加作用力时, 在与电轴 x 垂直的平面上将产生电荷, 其大小为Qx = d11 Fx。
    式中: d11——x方向受力的压电系数
    Fx——作用力
    若在同一切片上, 沿机械轴y方向施加作用力Fy, 则仍在与x轴垂直的平面上产生电荷qy, 其大小为Qy=d12Fy a/b
    式中: d12——y轴方向受力败薯的压电系数
    d12=-d11
    a、 b——晶体切片长度和厚度
    (1)当石英晶体未受外力作用时, 正、负离子正好分布在正六边形的顶角上, 形成三个互成120°夹角的电偶极矩P1、 P2、P3, P1+P2+P3 = 0, 所以晶体表面不产生电荷, 即呈中性。
    (2)当石英晶体受到沿x轴方向的压力作用时, 晶体沿x方向将产生压缩变形,正负电荷重心不颂枯衡再重合,在x轴的正方向出现正电荷, 电偶极矩在y方向上的分量仍为零, 不出现电荷。
    (3)当晶体受到沿y轴方向的压力作用时,在x轴上出现电荷, 它的极性为x轴正向为负电荷。在y轴方向上不出现电荷。
    (4)如果沿z轴方向施加作用力, 因为晶体在x方向和y方向所产生的形变完全相同, 所以正负电荷重心保持重合, 电偶极矩矢量和等于零。这表明沿z轴方向施加作用力, 晶体不会产生压电效应野做。
问:压电传感器的结构和应用特点是什么?能否用压电传感器测量静态压力
  1. 答:这个认为是不正确的。因为压电式传感器其工作抄原理握返是基于压电材料的压电效应袭,具有使用频率宽,灵敏度高、高、结构简单、百工作可靠、测量范围广等优点,因此在毁尘压度力冲击和震段余饥动等动态参数测试中是主要的传感器品种,它可以把问、位移、压力、温度、湿度等许多非电量答转换为电量。
  2. 答:压电效应:某些电介质在沿闹银一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质喊模也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应,或称为电致伸缩现象。郑弯缓依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。
    压电传感器一般都是一些压敏电阻。
    这些压力首先要有个变化过程。才可以实现电阻的变化
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