压电式传感器的测量电路PPT学习教案.pptx

"压电式传感器的测量电路PPT学习教案" 压电式传感器是基于某些介质材料的压电效应的典型的有源传感器。压电式传感器具有体积小、重量轻、工作频带宽等特点，因此在各种动态力、机械冲击与振动的测量，以及声学、医学、力学、宇航等方面都得到了非常广泛的应用。 压电效应是指某些电介质材料在受到机械应力的作用下，内部产生极化现象，并在其表面上产生符号相反的电荷的现象。压电效应的强弱是由压电常数来衡量的。压电材料可以分为两大类：压电晶体和压电陶瓷。 压电晶体如石英晶体、钛酸钡、锆钛酸铅等材料是性能优良的压电材料。石英晶体的化学式为 SiO2，是单晶体结构。石英晶体各个方向的特性是不同的，其中纵向轴 z 称为光轴，经由六面体棱线并垂直于光轴的 x 轴称为电轴，与 x 和 z 轴同时垂直的轴 y 称为机械轴。 压电材料的主要特性参数有压电常数、弹性常数、介电常数、机械耦合系数、电阻和居里点。压电常数是衡量材料压电效应强弱的参数，它直接关系到压电输出的灵敏度。弹性常数决定着压电器件的固有频率和动态特性。介电常数对于一定形状、尺寸的压电元件，其固有电容与介电常数有关；而固有电容又影响着压电传感器的频率下限。 机械耦合系数是在压电效应中，衡量压电材料机电能量转换效率的一个重要参数。电阻压电材料的绝缘电阻将减少电荷泄漏，从而改善压电传感器的低频特性。居里点是压电材料开始丧失压电特性的温度。 石英晶体的压电效应可以分为纵向压电效应和横向压电效应。纵向压电效应是指沿电轴 x 方向的力作用下产生电荷的压电效应，而横向压电效应是指沿机械轴 y 方向的力作用下产生电荷的压电效应。 压电式传感器的测量电路是指利用压电式传感器来测量外部机械应力的电路。压电式传感器的测量电路主要包括压电式传感器、信号 Conditioning电路、数据采集电路等部分。 压电式传感器的测量电路有很多优点，如高灵敏度、宽频带、高可靠性等，因此在各个领域中得到了广泛的应用。