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1、压电式传感压电式传感的应用的应用 1基于某些材料的压电效应，通过材料受力作用变形时，其表面基于某些材料的压电效应，通过材料受力作用变形时，其表面会有电荷产生而实现非电量测量会有电荷产生而实现非电量测量-(有源传感器有源传感器)被测信息被测信息敏感元件敏感元件转换元件转换元件信号调理电路信号调理电路输出信息输出信息压电元件压电元件压电元件压电元件压压电电传传感感元元件件是是力力敏敏感感元元件件，所所以以它它能能测测量量最最终终能能变变换换为为力力的的物物理理量量，如：力、压力、加速度、机械冲击和振动等。如：力、压力、加速度、机械冲击和振动等。压电传感器具有压电传感器具有响应频带宽响应频带宽、灵敏
2、度高灵敏度高、信噪比大信噪比大、结构简单结构简单、工作可工作可靠靠、质量轻质量轻等优点。等优点。2（一）压电式测力传感器（一）压电式测力传感器 该传感器用于机床该传感器用于机床动态切削力动态切削力的测量。的测量。 当外力作用时，它将产生当外力作用时，它将产生弹性变形弹性变形，将力传递到石英晶片上。石英晶片采，将力传递到石英晶片上。石英晶片采用用xyxy切型，利用其纵向切型，利用其纵向压电效应压电效应，实现，实现力电转换力电转换。 压电式压力传感器的结构类型很多压电式压力传感器的结构类型很多, ,与压电式加速度计相比的突出特点是：与压电式加速度计相比的突出特点是：它必须通过弹性膜、盒等它必须通过
3、弹性膜、盒等, ,把压力收集、转换成力把压力收集、转换成力, ,再传递给压电元件。再传递给压电元件。上盖上盖石英晶片石英晶片电极引出电极引出电极电极基座基座绝缘套绝缘套压电式单向测力传感器的结构图压电式单向测力传感器的结构图绝缘套绝缘套3（二）压电式加速度传感器（二）压电式加速度传感器压电陶瓷压电陶瓷4 4和质量块和质量块2 2为环型，通过螺母为环型，通过螺母3 3对对质量块质量块2 2预先加载，使之压紧在压电陶瓷上，预先加载，使之压紧在压电陶瓷上，测量时传感器基座测量时传感器基座5 5与被测对象牢牢地紧固与被测对象牢牢地紧固在一起，输出信号由电极在一起，输出信号由电极1 1引出。引出。当传感
4、器受到振动时，质量块将感受与传感当传感器受到振动时，质量块将感受与传感器基座相同的振动，并受到与加速度方向相器基座相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力：反的惯性力：该惯性力作用在压电陶瓷片上产生电荷为：该惯性力作用在压电陶瓷片上产生电荷为：说明电荷量将直接反映加速度的大小。它的说明电荷量将直接反映加速度的大小。它的灵敏度灵敏度与压电材料的与压电材料的压电系数压电系数和和质量块的质量块的质量质量有关。有关。为了提高灵敏度，为了提高灵敏度，采用压电系数大的压电陶瓷片。也可以增加压电片的数目采用压电系数大的压电陶瓷片。也可以增加压电片的数目和采用合理的连接方法来提高传感器的灵敏度。和采用合理的
5、连接方法来提高传感器的灵敏度。 结构原理结构原理:压电式加速度传感器结构图压电式加速度传感器结构图电极电极螺母螺母压电陶瓷压电陶瓷质量块质量块基座基座4粘贴粘贴粘贴粘贴位置位置位置位置 （三）压电式玻璃破碎报警器（三）压电式玻璃破碎报警器 将高分子压电测振薄膜粘贴在玻将高分子压电测振薄膜粘贴在玻璃上，可以感受到玻璃破碎时会璃上，可以感受到玻璃破碎时会发出的振动，并将电压信号传送发出的振动，并将电压信号传送给集中报警系统。给集中报警系统。 5（四）压电式流量计（四）压电式流量计利用超声波在利用超声波在顺流顺流和和逆流逆流方向的传播速度方向的传播速度不同来进行测量。不同来进行测量。在管外设置两个相
6、隔一定距离的在管外设置两个相隔一定距离的收发两用收发两用压电超声换能器压电超声换能器，产生超声波和接收超声，产生超声波和接收超声波的换能器都是利用压电元件构成的，压波的换能器都是利用压电元件构成的，压电元件几乎全采用锆钛酸铅（电元件几乎全采用锆钛酸铅（PZT）压电）压电陶瓷。陶瓷。每隔一定时间发射和接收互换一次，在顺流和逆流的情况下，每隔一定时间发射和接收互换一次，在顺流和逆流的情况下，发射和接收的相位差与发射和接收的相位差与流速成正比流速成正比，利用这个关系，可精确测定流速。流速与管道截面积的乘积等于流量。，利用这个关系，可精确测定流速。流速与管道截面积的乘积等于流量。发射超声波利用逆压电效
7、应发射超声波利用逆压电效应，即在压电材料切片上施加交变电压，使它产生电致伸缩，即在压电材料切片上施加交变电压，使它产生电致伸缩振动而产生超声波。当外加交变电压的频率等于晶片的固有频率时产生共振，这时产振动而产生超声波。当外加交变电压的频率等于晶片的固有频率时产生共振，这时产生的超声波最强。生的超声波最强。接收超声波利用正压电效应接收超声波利用正压电效应，当超声波作用到压电晶片上时，使晶片伸缩，在晶片的，当超声波作用到压电晶片上时，使晶片伸缩，在晶片的两个界面上产生交变电荷这种电荷被转换成电压经放大后送到测量电路。两个界面上产生交变电荷这种电荷被转换成电压经放大后送到测量电路。6 （五）煤气灶电子点火装置（五）煤气灶电子点火装置 图所示为煤气灶电子点火装置，它是让高压跳火来点燃煤气。当使用者将开关往里压时，把气阀打开；将开关旋转，则使弹簧往左压。此时，弹簧有一很大的力撞击压电晶体，则产生高压放电导致燃烧盘点火。7谢谢 谢谢8
