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1、同学们好同学们好！1压电器件压电器件压电器件压电器件受力、表面形变受力、表面形变受力、表面形变受力、表面形变电荷电荷电荷电荷25-1 压电效应和压电材料压电效应和压电材料一、压电效应一、压电效应一、压电效应一、压电效应1 1、正（顺）压电效应、正（顺）压电效应、正（顺）压电效应、正（顺）压电效应2 2、逆压电效应（电致伸缩）、逆压电效应（电致伸缩）、逆压电效应（电致伸缩）、逆压电效应（电致伸缩）3压电介质压电介质压电介质压电介质正压电效应正压电效应正压电效应正压电效应Q(E) Q(E) 电能电能电能电能T(S) T(S) 机械能机械能机械能机械能逆压电效应逆压电效应逆压电效应逆压电效应二、压电
2、材料简介二、压电材料简介二、压电材料简介二、压电材料简介压电常数压电常数压电常数压电常数弹性常数（刚度）弹性常数（刚度）弹性常数（刚度）弹性常数（刚度）介电常数介电常数介电常数介电常数机电耦合系数机电耦合系数机电耦合系数机电耦合系数电阻电阻电阻电阻居里点居里点居里点居里点压电效应强弱：灵敏度压电效应强弱：灵敏度压电效应强弱：灵敏度压电效应强弱：灵敏度固有频率、动态特性固有频率、动态特性固有频率、动态特性固有频率、动态特性固有电容、频率下限固有电容、频率下限固有电容、频率下限固有电容、频率下限机电转换效率机电转换效率机电转换效率机电转换效率泄漏电荷、改善低频特性泄漏电荷、改善低频特性泄漏电荷、改
3、善低频特性泄漏电荷、改善低频特性丧失压电性的温度丧失压电性的温度丧失压电性的温度丧失压电性的温度4常用压电材料常用压电材料常用压电材料常用压电材料5三、石英晶体的压电特性三、石英晶体的压电特性三、石英晶体的压电特性三、石英晶体的压电特性居里点居里点居里点居里点573573，六角晶系结构，六角晶系结构，六角晶系结构，六角晶系结构光轴光轴光轴光轴电轴电轴电轴电轴机械轴机械轴机械轴机械轴6x x轴方向受力：压力轴方向受力：压力轴方向受力：压力轴方向受力：压力x x轴方向受力：拉力轴方向受力：拉力轴方向受力：拉力轴方向受力：拉力y y轴方向受力：压力轴方向受力：压力轴方向受力：压力轴方向受力：压力y
4、y轴方向受力：拉力轴方向受力：拉力轴方向受力：拉力轴方向受力：拉力7四、压电陶瓷的压电现象四、压电陶瓷的压电现象四、压电陶瓷的压电现象四、压电陶瓷的压电现象人造多晶体：经极化处理后的人工多晶铁电体人造多晶体：经极化处理后的人工多晶铁电体人造多晶体：经极化处理后的人工多晶铁电体人造多晶体：经极化处理后的人工多晶铁电体电畴电畴电畴电畴未极化前：不具压电性未极化前：不具压电性未极化前：不具压电性未极化前：不具压电性撤销外电场撤销外电场撤销外电场撤销外电场加外电场加外电场加外电场加外电场E E8对外不呈极性对外不呈极性对外不呈极性对外不呈极性加力加力加力加力F F：放电现象：放电现象：放电现象：放电现
5、象取消取消取消取消F F：充电现象：充电现象：充电现象：充电现象机械能机械能机械能机械能 电能电能电能电能正压电效应：正压电效应：正压电效应：正压电效应：95-2 等效电路和测量电路等效电路和测量电路一、压电晶片的连接方式一、压电晶片的连接方式一、压电晶片的连接方式一、压电晶片的连接方式（1 1）并联：）并联：）并联：）并联：（2 2）串联：）串联：）串联：）串联：10二、压电传感器的等效电路二、压电传感器的等效电路二、压电传感器的等效电路二、压电传感器的等效电路只适宜动态测量只适宜动态测量只适宜动态测量只适宜动态测量压电晶片：压电晶片：压电晶片：压电晶片：压电传感器：压电传感器：压电传感器：
6、压电传感器：11压电传感器在实际测量压电传感器在实际测量压电传感器在实际测量压电传感器在实际测量系统中的等效电路系统中的等效电路系统中的等效电路系统中的等效电路12三、压电传感器的测量电路三、压电传感器的测量电路三、压电传感器的测量电路三、压电传感器的测量电路前置放大器的作用：前置放大器的作用：前置放大器的作用：前置放大器的作用： （1 1）放大）放大）放大）放大 （2 2）阻抗转换）阻抗转换）阻抗转换）阻抗转换电压放大器电压放大器电压放大器电压放大器电荷放大器电荷放大器电荷放大器电荷放大器1 1、电压放大器、电压放大器、电压放大器、电压放大器13前置放大器输入端电压：前置放大器输入端电压：前
7、置放大器输入端电压：前置放大器输入端电压：前置放大器输入端电压幅值：前置放大器输入端电压幅值：前置放大器输入端电压幅值：前置放大器输入端电压幅值：输入电压与作用力间的相位差：输入电压与作用力间的相位差：输入电压与作用力间的相位差：输入电压与作用力间的相位差：14时间常数时间常数时间常数时间常数15输入电压与作用力间的相位差：输入电压与作用力间的相位差：输入电压与作用力间的相位差：输入电压与作用力间的相位差：时间常数时间常数时间常数时间常数16讨论：讨论：讨论：讨论：适合测量高频交变力适合测量高频交变力适合测量高频交变力适合测量高频交变力由运算放大器构成的由运算放大器构成的由运算放大器构成的由运
8、算放大器构成的电压比例放大器电压比例放大器电压比例放大器电压比例放大器172 2、电荷放大器、电荷放大器、电荷放大器、电荷放大器灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度与电缆电容无关与电缆电容无关与电缆电容无关与电缆电容无关上限上限上限上限下限下限下限下限185-3 压电传感器的应用压电传感器的应用例例例例1 1： 压电式测力传感器压电式测力传感器压电式测力传感器压电式测力传感器压电式三向力传感器压电式三向力传感器压电式三向力传感器压电式三向力传感器19例例例例2 2： 压电式压力传感器压电式压力传感器压电式压力传感器压电式压力传感器电极结构电极结构电极结构电极结构预紧力预紧力预紧力预紧力20例例例例3 3：
9、压电引信：压电引信：压电引信：压电引信压电陶瓷：弹丸起爆装置压电陶瓷：弹丸起爆装置压电陶瓷：弹丸起爆装置压电陶瓷：弹丸起爆装置破甲弹破甲弹破甲弹破甲弹21例例例例4 4：火炮堂内压力测试：火炮堂内压力测试：火炮堂内压力测试：火炮堂内压力测试发射药在堂内燃烧形成压力完成炮弹的发射。发射药在堂内燃烧形成压力完成炮弹的发射。发射药在堂内燃烧形成压力完成炮弹的发射。发射药在堂内燃烧形成压力完成炮弹的发射。堂内压力的大小，不仅决定着炮弹的飞行速度，而且堂内压力的大小，不仅决定着炮弹的飞行速度，而且堂内压力的大小，不仅决定着炮弹的飞行速度，而且堂内压力的大小，不仅决定着炮弹的飞行速度，而且与火炮、弹丸的设
10、计有着密切关系。与火炮、弹丸的设计有着密切关系。与火炮、弹丸的设计有着密切关系。与火炮、弹丸的设计有着密切关系。22例例例例5 5：压电式加速度传感器：压电式加速度传感器：压电式加速度传感器：压电式加速度传感器 重块质量重块质量重块质量重块质量 加速度加速度加速度加速度23例例例例6 6：冲击试验台的标定和检测：冲击试验台的标定和检测：冲击试验台的标定和检测：冲击试验台的标定和检测产品过载冲击试验产品过载冲击试验跌落高度跌落高度跌落高度跌落高度h h被冲击介质：钢、橡胶、塑料、木块被冲击介质：钢、橡胶、塑料、木块被冲击介质：钢、橡胶、塑料、木块被冲击介质：钢、橡胶、塑料、木块加速度加速度加速度
11、加速度产品产品产品产品24例例例例7 7：汽车安全气囊系统：汽车安全气囊系统：汽车安全气囊系统：汽车安全气囊系统事故性碰撞：事故性碰撞：事故性碰撞：事故性碰撞：点火信号、电点火管、气体发生剂、点火信号、电点火管、气体发生剂、点火信号、电点火管、气体发生剂、点火信号、电点火管、气体发生剂、 气体、充气、弹性体气体、充气、弹性体气体、充气、弹性体气体、充气、弹性体25例例例例8 8： 气体发生器输出特性测试气体发生器输出特性测试气体发生器输出特性测试气体发生器输出特性测试密封容器压力测试法密封容器压力测试法密封容器压力测试法密封容器压力测试法26例例例例9 9：振动测量仪：振动测量仪：振动测量仪：
12、振动测量仪加速度加速度加速度加速度 160 ug 10 g 160 ug 10 g速度速度速度速度 0.4 80 cm/s 0.4 80 cm/s振幅振幅振幅振幅 4 um 8 cm 4 um 8 cm转换开关转换开关转换开关转换开关S SA A：V V：D D：积分：振动速度、幅值积分：振动速度、幅值积分：振动速度、幅值积分：振动速度、幅值27例例例例1010： 压电式血压传感器压电式血压传感器压电式血压传感器压电式血压传感器例例例例1111：指套式电子血压计：指套式电子血压计：指套式电子血压计：指套式电子血压计28例例例例1212：玻璃破碎报警器：玻璃破碎报警器：玻璃破碎报警器：玻璃破碎报
13、警器29例例例例1313：水深测量仪：水深测量仪：水深测量仪：水深测量仪30例例例例1414：逆压电效应的应用：逆压电效应的应用：逆压电效应的应用：逆压电效应的应用声表面波传感器声表面波传感器声表面波传感器声表面波传感器延迟时间延迟时间延迟时间延迟时间SAWSAW振子：振子：振子：振子：LCLC谐振回路谐振回路谐振回路谐振回路振动频率振动频率振动频率振动频率31用于结冰状况监测的冰传感器用于结冰状况监测的冰传感器用于结冰状况监测的冰传感器用于结冰状况监测的冰传感器结冰现象的危害：结冰现象的危害：结冰现象的危害：结冰现象的危害：铁路电力机车接触网导线上结冰影响机车正常行驶、铁路电力机车接触网导线
14、上结冰影响机车正常行驶、铁路电力机车接触网导线上结冰影响机车正常行驶、铁路电力机车接触网导线上结冰影响机车正常行驶、冷库物资防冰、飞机安全飞行冷库物资防冰、飞机安全飞行冷库物资防冰、飞机安全飞行冷库物资防冰、飞机安全飞行结冰状况监测：是否结冰、冰层厚度结冰状况监测：是否结冰、冰层厚度结冰状况监测：是否结冰、冰层厚度结冰状况监测：是否结冰、冰层厚度基于压电效应的冰传感器原理：基于压电效应的冰传感器原理：基于压电效应的冰传感器原理：基于压电效应的冰传感器原理：三电极片式压电器件：三电极片式压电器件：三电极片式压电器件：三电极片式压电器件：32电极电极电极电极 1 1、2 2 间加交变电压：间加交变
15、电压：间加交变电压：间加交变电压：压电晶体机械振动，系统压电晶体机械振动，系统压电晶体机械振动，系统压电晶体机械振动，系统的谐振频率：的谐振频率：的谐振频率：的谐振频率： 等效刚度等效刚度等效刚度等效刚度 等效质量等效质量等效质量等效质量冰层检测原理：冰层检测原理：冰层检测原理：冰层检测原理：极板极板极板极板 1 1 上无附加物：以自身的谐振频率作机械振动；上无附加物：以自身的谐振频率作机械振动；上无附加物：以自身的谐振频率作机械振动；上无附加物：以自身的谐振频率作机械振动；极板极板极板极板 1 1 上有冰冻：冰层增加系统刚度，谐振频率增大；上有冰冻：冰层增加系统刚度，谐振频率增大；上有冰冻：
16、冰层增加系统刚度，谐振频率增大；上有冰冻：冰层增加系统刚度，谐振频率增大；冰层越厚：刚度增加越大，谐振频率越大。冰层越厚：刚度增加越大，谐振频率越大。冰层越厚：刚度增加越大，谐振频率越大。冰层越厚：刚度增加越大，谐振频率越大。三电极压电元件：三电极压电元件：三电极压电元件：三电极压电元件：T T 型型型型 LC LC 三端元件，构成振荡电路。三端元件，构成振荡电路。三端元件，构成振荡电路。三端元件，构成振荡电路。331 1、“ “基于压电器件的冰传感器基于压电器件的冰传感器基于压电器件的冰传感器基于压电器件的冰传感器” ”，仪表技术与传感，仪表技术与传感，仪表技术与传感，仪表技术与传感 器，器
17、，器，器，20012001年年年年9 9期期期期参考文献：参考文献：参考文献：参考文献：2 2、“ “压电式振动给料器的研制压电式振动给料器的研制压电式振动给料器的研制压电式振动给料器的研制” ”，传感器技术，传感器技术，传感器技术，传感器技术， 2001 2001年年年年4 4期期期期34压电元件在使用时常采用多片串联或并联的形式，压电元件在使用时常采用多片串联或并联的形式，压电元件在使用时常采用多片串联或并联的形式，压电元件在使用时常采用多片串联或并联的形式，分析不同接法下输出电压、电荷、电容的关系，它们分析不同接法下输出电压、电荷、电容的关系，它们分析不同接法下输出电压、电荷、电容的关系
18、，它们分析不同接法下输出电压、电荷、电容的关系，它们分别适用于何种应用场合？分别适用于何种应用场合？分别适用于何种应用场合？分别适用于何种应用场合？在电荷放大器电路中，已知：在电荷放大器电路中，已知：在电荷放大器电路中，已知：在电荷放大器电路中，已知：若考虑引线电容的影响，要求输出信号衰减小于若考虑引线电容的影响，要求输出信号衰减小于若考虑引线电容的影响，要求输出信号衰减小于若考虑引线电容的影响，要求输出信号衰减小于 1% 1%，求：使用求：使用求：使用求：使用 90pF/m 90pF/m 的电缆其最大允许长度为多少？的电缆其最大允许长度为多少？的电缆其最大允许长度为多少？的电缆其最大允许长度
19、为多少？35赠送精美图标1、字体安装与、字体安装与设置置如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。1.在“开始”选项卡中，点击“替换”按钮右侧箭头，选择“替换字体”。（如下图）2.在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）3.在“替换为”下拉列表中选择替换字体。4.点击“替换”按钮，完成。372、替、替换模板中的模板中的图片片模板中的图片展示页面，您可以根据需要替换这些图片，下面介绍两种替换方法。方法一：更改图片方法一：更改图片1.选中模版中的图片（有些图片与其他对象进行了组合，选择时一定要选中图片本身，而不是组合）。2.单击鼠标右键，选择“更改图片”，选择要替换的图片。（如下图）注意：注意：为防止替换图片发生变形，请使用与原图长宽比例相同的图片。37PPT放映设置PPT放映场合不同，放映的要求也不同，下面将例举几种常用的放映设置方式。让让PPT停止自动播放停止自动播放1. 单击”幻灯片放映”选项卡，去除“使用计时”选项即可。让让PPT进行循环播放进行循环播放1.单击”幻灯片放映”选项卡中的“设置幻灯片放映”，在弹出对话框中勾选“循环放映，按ESC键终止”。38
