传感器第五章 压电传感器

传感器原理及应用第五章压电传感器知识点复习总结，包括他的工作原理、等效电路、结构及特性、转换电路和应用等内容。

压电传感器

• 内阻抗高，输出能量小
• 工作原理
  • 基于压电效应：当沿着一定方向对某些介质施力是它变形时，其内部产生极化现象，同时在它两个表面上便产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电状态的现象，这种现象称为正压电效应；当作用力的方向改变时，电荷极性也改变
  • 逆压电效应：当在电介质的极化方向上施加电场时，这些电介质也会产生变形
  • 压电现象例子
    • 石英晶体
    • 压电陶瓷
• 等效电路
  • 具有压电效应的材料称为压电元件，压电元件是构成电式传感器的主要传感器
  • 压电传感器可以看作是一个电荷发生器，它也是一个电容器；
  • 当需要压电元件输出电压时，可以把它等效成一个电压源与一个电容相串联的电压等效电路
  • 当压电元件需要输出电荷时，可以把压电元件等效成一个电荷源与一个电容相并联的电荷等效电路
• 结构及特性
  • 结构
    • 压电材料
      • 压电晶体--石英晶体
      • 压电陶瓷--压电常数大，灵敏度高
      • 新型压电材料
        • 压电半导体材料
        • 有机高分子压电材料
• 转换电路
  • 内阻抗高，输出能量小，因此需要接入一个高输入阻抗的前置放大器， 作用： 1.把高输入阻抗变为低输入阻抗； 2.放大传感器输出微弱信号
  • 电压放大器
  • 电荷放大器
• 应用
  • 压电式力传感器
    • 单向
    • 双向
    • 三向
  • 振动的监控、检测
  • 压电引信
  • 压电式玻璃破碎报警器
  • 压电式料位测量系统