《压电式传感器的国内外现状及发展趋势毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压电式传感器的国内外现状及发展趋势毕业论文.doc（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 硕士研究生课程 智能传感器技术（考查） 自选课题题 目：压电式传感器的国内外现状与发展趋势学 院： 自动化工程学院 压电式传感器的国内外现状及发展趋势The Current Situation and Tendency ofPiezoelectric Sensor at Home and Aboard毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日
2、期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、
3、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类
4、课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘 要压电式传感器是一种典型的自发电式传感器。它具有灵敏度高、使用频带宽、信噪比高、结构简量轻、工作可靠等优点。压电式传感器正不断地向智能化发展。文章首先介绍了压电传感器的理论基础即压电效应，压电材料，压电方程以及压电传感器的等效电路。接着又介绍了两种压电式传感器。一是PDVF压电式传感即由一种新型压电材料PDVF薄膜制作的传感器，分别阐述了PDVF薄膜的优点，压电特性，用其制作的正余弦压电式传感器以及PDVF压电式传感器测量振动梁的物理量的工作原理。二是IE
5、PE压电加速传感器，包括加速传感器的优点，工作原理以及其在振动压路机振动测试中的应用。关键词：压电式传感；IEPE加速计；加速度传感器；PDVF压电模 AbstractThe piezoelectric sensor is a kind of typically spontaneous electricity sensor. It has the advantages of high sensitivity, wide frequency band, high signal-to-noise ratio, simple in structure, and reliable lightweigh
6、t etc. And the piezoelectric sensors are constantly to intelligent development.This paper introduces the basic theory of piezoelectric sensors which are piezoelectric effect, piezoelectric materials, piezoelectric equation and piezoelectric sensor equivalent circuit. Then it introduces two kinds of
7、piezoelectric sensors. One is PDVF piezoelectric sensor which is made by a new type of piezoelectric materials. It respectively explains the advantages of PDVF film, piezoelectric properties, cosine and sine PDVF piezoelectric sensor and the use of measuring vibrates beam. Another is IEPE piezoelect
8、ric sensor, including acceleration sensor accelerated the advantages, working principle and the application of vibration compacting roller test.Keywords：piezoelectric sensor, IEPE acceleration, acceleration sensor, PDVF film目 录第1章 绪论11.1 压电传感器的特点及发展11.2 压电传感器的国内外发展现状11.3 智能传感器的产生与发展前景2第2章 压电传感器的理论基础
9、42.1压电传感器的基本特性42.1.1压电效应42.1.2压电材料52.1.3压电方程与压电常数52.2压电式传感器的等效电路82.3压电式传感器的信号变换电路92.3.1变换电路的必要性92.3.2电压放大器102.3.3电荷放大器12第三章 PDVF压电传感器133.1 PVDF压电薄膜133.1.1 PVDF 压电薄模的压电方程133.1.2 PVDF压电薄膜制作传感器的理论分析143.2 PVDF压电传感器的设计173.2.1 梁的弯曲波173.2.2振动粱的基本物理量193.3 传感器的设计193.3.1 形状设计193.3.2正弦传感器的设计203.3.3 余弦传感器的设计203
10、.4正余弦传感器测量物理量的原理22第四章 压电加速传感器244.1压电式加速度传感器的基本概念244.2加速度传感器的工作原理244.3 IEPE加速计254.3.1 IEPE加速计的工作原理264.3.2 IEPE加速计的优点264.4压电加速传感器在振动测量中的应用274.4.1压电式加速计的测振原理274.4.2用压电式加速度传感器的振动测试方案284.4.3振动压路机振动的测量30第五章 结论32致谢33参考文献34青岛大学研究生论文第1章 绪论根据中华人民共和国国家标准(GB7665-87)，传感器(transducer/sensor)的定义是：能感受规定的被测量并按照一定的规律转
11、换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。其中，敏感元件(sensing element)是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件(transduction element)是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分1。1.1 压电传感器的特点及发展压电式传感器是一种典型的自发电式传感器。它以某些晶体受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理，压电晶体是机电转化元件，它可以测量最终转化为力的那些非电学物理量。例如力、压力、加速度等。压电式传感器具有灵敏度高、使用频带宽、信噪比高、结构简量轻、工作可靠等优点。压电传感器技术的发展历程可分
12、为三个阶段。第一个阶段是6070年代，传感器以电荷输出为主，测量系统包括压电传感器和以电荷放大器为主的信号适调装置；到了8090年代中期，出现了IEPE(In Electronics Piezoelectricity)传感器，也被称为低阻抗电压输出传感器，它主要解决了压电信号以高阻抗传输带来的一系列问题；第三阶段是90年代中期至今，即插即用智能TEDS混合模式接口传感器1.2 压电传感器的国内外发展现状现代信息技术的三大支柱是传感器技术、通信技术和计算机技术，它们分别构成信息系统的“感官”“神经”和“大脑”，因此，传感器技术是信息社会的重要基础技术，传感器是信息获取系统的首要部件。然而，目前不
13、论国内还是国外，传感器技术大大落后于信息系统中其它的技术，满足不了信息技术系统的需要。计算机与网络技术已经达到了飞跃发度，但是计算机的信息输入部分直到今天还没能与其发展相适应。该部分的落后影响了计算机的效率。可以说，整个信息系统水平的提高，主要取决于传感器技术水平的提高”。在我国压电传感器的研究与应用明显落后于世界先进水平，自纪70年代以来，压电传感器的应用主要是为了满足航天技术发展的需要。改革开放之后，随着引进国外先进技术和管理经验，国民经济进入快阶段，现代测量技术的发展与应用成为必然。因此，压电传感器测术引起了一定程度的重视。但是，由于在压电传感器测量技术的研究与应用上与国外发达国家相比，
14、起步较晚，技术基础薄弱。直到目前压电传感器总体技术水平依然处于上述的第一发展阶段。目前，国内仅有一家产IEPE加速计的厂家，但完全依赖于国外提供的内装微电子电路，并不能自主研发。国内进行智能传感器研究的单位主要有：中科院合肥智能机械研究所传感器技术国家重点实验室(国家“863”计划资助项目：安徽省自然科金资助项目；中国博士后科学基金资助项目)；中国科技大学；电子科学自动化系；北京大学计算机科学技术系(国家“863”计划资助项目)，华南理工大学机电工程系(广州省重点攻关项目；广州市重点攻关项目)；东南大学仪器科学与工程系(973计划项目)。通过几年的努力，这些单位都在网络化测控系统和智能传感器开
15、发平台的研究中取得了不同程度的成就。当我们正在致力于经典传感器的开发、研制及其推广应用，以力求缩小与发达国家之间的差距之时，信息技术的飞速发展，又在该领域结提出了新的课题、新的任务和新的方向，这就是智能传感器的发展。在美国NI公司的倡导下，目前共有16家全球领先的传感器生产商作为即插即用智能传感器计划项目的合作伙伴，这些成员已经开始向市场供应或研制符合IEEEl451.4传感器电子数据表(TEDS)的传感器，这种传感器被称为TEDS传感器、即插即用传感器或智能传感器。许多公司已经取得了令人满意的成果。智能传感器的发展是信息技术、知识经济在这一发展的必然产物和自然趋势。1.3 智能传感器的产生与发展前景微处理器带来的数字化革命到虚拟仪器的飞速
