4.3.3加速度检测技术 当前广泛采用基于测量惯性力的加速度传感 器,例如电阻应变式、压阻式和压电式加速 度传感器 它们的工作原理是:敏感质量块感受加速 度,而产生与之成正比的惯性力F=ma,再 通过弹性元件把惯性力转变成应变、应力, 或通过压电元件把惯性力转变成电荷量,然 后通过测量应变、应力或电荷来间接测量加 速度
当前广泛采用基于测量惯性力的加速度传感 器,例如电阻应变式、压阻式和压电式加速 度传感器 它们的工作原理是: 敏感质量块感受加速 度,而产生与之成正比的惯性力F=ma,再 通过弹性元件把惯性力转变成应变、应力, 或通过压电元件把惯性力转变成电荷量,然 后通过测量应变、应力或电荷来间接测量加 速度 4.3.3 加速度检测技术
一、压电式加速度传感器 l、压电效应(piezoelectric effect): ●有一些电介质,由于其晶体结构的特殊性,当沿着一定方向 受到作用力时,内部产生极化现象,同时,在电介质的某两个 表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,电荷也随之消 失,又恢复到不带电状态,这种现象称为正压电效应。 ●反之,当在电介质的极化方向施加电场时,这些电介质就在 一定方向上产生机械变形或机械应力,当外加电场撤去后,这 些变形或应力也随之消失,这种现象称为逆压电效应.逆压电 效应亦称为电致伸缩效应
一、压电式加速度传感器 1、压电效应(piezoelectric effect): ●有一些电介质,由于其晶体结构的特殊性,当沿着一定方向 受到作用力时,内部产生极化现象,同时,在电介质的某两个 表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,电荷也随之消 失,又恢复到不带电状态,这种现象称为正压电效应。 ●反之,当在电介质的极化方向施加电场时,这些电介质就在 一定方向上产生机械变形或机械应力,当外加电场撤去后,这 些变形或应力也随之消失,这种现象称为逆压电效应.逆压电 效应亦称为电致伸缩效应
压电效应产生的电荷密度·与外应力张量T成正比, 极化面 o =dT d=(d)-压电常数矩阵 i=13: 士士+士士士± 产生电荷的表面,⊥x,y、z轴 j=16: T1、T2、T3为沿x、y、z向的正应力分量 T4Ts、T6为绕x、y、z轴的切应力分量(逆针为正)
压电效应产生的电荷密度σ与外应力张量 T成正比, σ= d T d= (dij) ---压电常数矩阵 i=1~3: 产生电荷的表面 , ⊥ x , y 、 z 轴 j=1~6: T 1 、 T 2 、 T 3为沿 x 、 y 、 z向的正应力分量 T 4 、 T 5 、 T 6为绕 x 、 y 、 z轴的切应力分量(逆针为正)
Z Ts Y Ts X
X Z Y T5 + T5
纵向压电效应 横向压电效应 剪切压电效应
纵向压电效应 横向压电效应 剪切压电效应