將被測量變化轉換成由于材料受機械力產生的靜電電荷或電壓變化的傳感��
電勢型傳感器
以壓電效應為基礎
壓電效應可�
“雙向傳感器�
正壓電效�
某些物質在沿一定方向受到壓力或拉力作用而發(fā)生改變時,其表面上會產生電荷;若將外力去掉時,它們又重新回到不帶電的狀�(tài),這種�(xiàn)象就稱為正壓電效��( 加力 變形 產生電荷)
逆壓電效�
在壓電材料的兩個電極面�,如果加以交流電壓,那么壓電片能產生機械振動,即壓電片在電極方向上有伸縮的現(xiàn)�,壓電材料的這種�(xiàn)象稱為“電致伸縮效應”,也叫做“逆壓電效應��(施加電場 電介質產生變� 應力 )
常見的壓電材料有石英、壓電陶瓷、高分子材料��
(a)等效為一個電荷源Q與一個電容Ca并聯(lián)的電�
(b) 等效成一個電源U = Q/Ca 和一個電容Ca的串�(lián)電路
壓電式傳感器要求負載電阻RL必須有很大的數值,才能使測量誤差小到一定數值以��
因此常先接入一個高輸入阻抗的前置放大器,然后再接一般的放大電路及其它電��
測量電路關鍵在高阻抗的前置放大器�
前置放大器兩個作�:
把壓電式傳感器的微弱信號放大�
把傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出�
如果被測物理量是緩慢變化的動�(tài)�,而測量回路的時間常數又不大,則造成傳感器靈敏度下降。因此為了擴大傳感器的低頻響應范圍,就必須盡量提高回路的時間常數�
但這不能靠增加測量回路的電容量來提高時間常數,因為傳感器的電壓靈敏度與電容成反比的,切實可行的辦法是提高測量回路的電阻。由于傳感器本身的絕緣電阻一般都很大,所以測量回路的電阻主要取決于前置放大器的輸入電�。放大器的輸入電阻越大,測量回路的時間常數就越大,傳感器的低頻響應也就越��
壓電式加速度傳感器的壓電元件是二片并�(lián)連接的石英晶片,放大器是一個超小型靜電放大�。這樣引線非常�,引線電容幾乎等于零就避免了長電纜對傳感器靈敏度的影響。放大器的輸入端可以得到較大的電壓信�,這樣彌補了石英晶體靈敏度低的缺陷�
傳感器感受振動時,質量塊感受與傳感器基座相同的振動,并受到與加速度方向相反的慣性力的作�。這樣,質量塊就有一正比于加速度的交變力作用在壓電片�。由于壓電片壓電效應,兩個表面上就產生交變電�,當振動頻率遠低于傳感器的固有頻率時,傳感器的輸出電荷(電壓)與作用力成正比,亦即與試件的加速度成正比�
輸出電量由傳感器輸出端引�,輸入到前置放大器后就可以用普通的測量儀器測出試件的加速度,如在放大器中加進適當的積分電路,就可以測出試件的振動速度或位��
非線�
指被測物理量的增�,其靈敏度的變化程度
�(guī)定:壓電加速度傳感�,測振動信號的幅值線性度不大�5[%],測沖擊不得小于10[%]
橫向靈敏�
機械加工精度、裝配精�、凈化條件(污染)不�,自身缺�;措施:仔細調整相互位置
�(huán)境溫度的影響
影響壓電常數和介電常數,措施:對壓電陶瓷人工老化,隔熱處理;此外,連接電纜采用無機絕緣材料
濕度的影�
絕緣電阻減小,低頻響應變�。措施:合格的結構設�
電纜噪聲
電纜受彎曲或振動,屏蔽套、絕緣層和電纜線之間�(fā)生位移或摩擦而產生靜電荷�
減小噪聲的方法:使用低噪聲電纜,同時要固�
接地回路噪聲
各儀器與傳感器分別接�,電位差產生噪聲
消除方法:盡量一點接�,一般選指示器的輸入端接��
維庫電子�,電子知�,一查百��
已收錄詞�168805�