第六章压电式传感器 山东理工大学机械学院 第六章 在电式传感器 压电式传感器基于某些物质的压电效应工作，是 一种发电式传感器（无源传感器）。 ●压电效应可逆，故压电式传感器是一种“双向传 感器” ●优点：响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构 简单、工作可靠、重量轻、体积小。 ●缺点：无静态输出，阻抗高，需要低电容的低噪 声电缆，很多压电材料工作温度在250℃左右
第六章 压电式传感器 山东理工大学机械学院 第六章 压电式传感器 ⚫ 压电式传感器基于某些物质的压电效应工作，是 一种发电式传感器（无源传感器）。 ⚫ 压电效应可逆，故压电式传感器是一种“双向传 感器” 。 ⚫ 优点：响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构 简单、工作可靠、重量轻、体积小。 ⚫ 缺点：无静态输出，阻抗高，需要低电容的低噪 声电缆，很多压电材料工作温度在250℃左右
画 第六章压电式传感器 山东理工火学机械学院 第一节压电数寇与压电元件 1、压电效应 ■正压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力 而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的一 定表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新恢复不带 电状态的现象。 ■逆压电效应：当在电介质的极化方向施加电场，这些 电介质就在一定方向上产生机械变形或机械应力，当 外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失的现象。 正压电效应 电能 机械能 逆压电效应
第六章 压电式传感器 山东理工大学机械学院 第一节 压电效应与压电元件 1、压电效应 ◼ 正压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力 而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的一 定表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新恢复不带 电状态的现象。 ◼ 逆压电效应：当在电介质的极化方向施加电场，这些 电介质就在一定方向上产生机械变形或机械应力，当 外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失的现象。 电能 机械能 正压电效应 逆压电效应
第六章压电式传惑器 山东理工大学机械学院 压电方程 (1)直观表达式： O=dF d为压电常数，对方向一定的作用力和一定的产生电荷 的表面为常数。 局限性：本方程式仅适用于一定尺寸的压电元件
第六章 压电式传感器 山东理工大学机械学院 ◼ 压电方程 （1）直观表达式： 局限性：本方程式仅适用于一定尺寸的压电元件。 的表面为常数。 d为压电常数，对方向一定的作用力和一定的产生电荷 Q = dF
第六章压电式传感器 山东理工大学机械学院 极化耐 极化面 6) 图6-1 正压电效应示意图 图6-2压电转换元件坐标系表示法
第六章 压电式传感器 山东理工大学机械学院
第六章压电式传感器 山东理工火学机械学院 (2)一般表达式： q=dioj 电荷密度； d,一压电应力常数； 0,一应力。 几点说明： >下角标i、j:i=1、2、3,表示晶体的极化方向；j=1、2、 3、4、5、6,分别表示沿x轴、y轴、2轴方向的单向应力 和围绕x轴、y轴、轴作用的剪切应力
第六章 压电式传感器 山东理工大学机械学院 （2）一般表达式： －应力。 －压电应力常数； －电荷密度； j i j i j j d q q d = 几点说明： ➢下角标i、j：i=1、2、3，表示晶体的极化方向；j=1、2、 3、4、5、6，分别表示沿x轴、y轴、z轴方向的单向应力 和围绕x轴、y轴、z轴作用的剪切应力