霍尔元件的输出电阻课件

第第5 5章章 电动势式传感器电动势式传感器 第5章电动势式传感器1 15.1 5.1 磁电感应式传感器（磁电感应式传感器（2 2学时）学时）5.2 5.2 霍尔传感器霍尔传感器 （3 3学时）学时）5.3 5.3 压电式传感器压电式传感器 （3 3学时）学时）这几类传感器都能把被测物理量直接转换为电信这几类传感器都能把被测物理量直接转换为电信号。严格来讲，压电式传感器一般不归于这类。号。严格来讲，压电式传感器一般不归于这类。本章内容与学时安排：本章内容与学时安排：5.1磁电感应式传感器（2学时）这几类传感器都能把被测物理2 25.1 5.1 磁电感应式传感器磁电感应式传感器简称简称简称简称感应式感应式感应式感应式传感器，也称传感器，也称传感器，也称传感器，也称电动式电动式电动式电动式传感器。利用传感器。利用传感器。利用传感器。利用磁电磁电磁电磁电(magnetoelectric)(magnetoelectric)(magnetoelectric)(magnetoelectric)作用作用作用作用将被测物理量的变化转变为感将被测物理量的变化转变为感将被测物理量的变化转变为感将被测物理量的变化转变为感应电动势，是一种机电能量变换型传感器。应电动势，是一种机电能量变换型传感器。应电动势，是一种机电能量变换型传感器。应电动势，是一种机电能量变换型传感器。优点优点优点优点：输出功率大，性能稳定，且不需要工作电源。输出功率大，性能稳定，且不需要工作电源。输出功率大，性能稳定，且不需要工作电源。输出功率大，性能稳定，且不需要工作电源。调理电路简单，调理电路简单，调理电路简单，调理电路简单，性能稳定，输出阻抗小，具有一定频率性能稳定，输出阻抗小，具有一定频率性能稳定，输出阻抗小，具有一定频率性能稳定，输出阻抗小，具有一定频率响应（一般响应（一般响应（一般响应（一般101010101000100010001000HzHzHzHz），灵敏度较高，一般不需要高灵敏度较高，一般不需要高灵敏度较高，一般不需要高灵敏度较高，一般不需要高增益放大器。增益放大器。增益放大器。增益放大器。缺点缺点缺点缺点：传感器的尺寸和重量都较大。：传感器的尺寸和重量都较大。：传感器的尺寸和重量都较大。：传感器的尺寸和重量都较大。应用应用应用应用：适用于振动、转速、扭矩等测量。：适用于振动、转速、扭矩等测量。：适用于振动、转速、扭矩等测量。：适用于振动、转速、扭矩等测量。5.1磁电感应式传感器简称感应式传感器，也称电动式3 35.1.1 5.1.1 工作原理工作原理根根根根据法拉第电磁感应定律，据法拉第电磁感应定律，据法拉第电磁感应定律，据法拉第电磁感应定律，N N匝线圈在磁场中运动切割磁匝线圈在磁场中运动切割磁匝线圈在磁场中运动切割磁匝线圈在磁场中运动切割磁力线或线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中所产生的感应电力线或线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中所产生的感应电力线或线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中所产生的感应电力线或线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中所产生的感应电动势动势动势动势e e的大小决定于穿过线圈的磁通量的大小决定于穿过线圈的磁通量的大小决定于穿过线圈的磁通量的大小决定于穿过线圈的磁通量的变化率，即：的变化率，即：的变化率，即：的变化率，即：如如如如:当线圈垂直于磁场方向运动以速度当线圈垂直于磁场方向运动以速度当线圈垂直于磁场方向运动以速度当线圈垂直于磁场方向运动以速度 v v切割磁力线时，切割磁力线时，切割磁力线时，切割磁力线时，感应电动势为：感应电动势为：感应电动势为：感应电动势为：=Nd/dt式中：式中：l每匝线圈的平均长度；每匝线圈的平均长度；B线圈所在磁场的磁感应强度。线圈所在磁场的磁感应强度。=NBlv 引起引起d/dt 变化的因素：变化的因素：线圈切割磁力线线圈切割磁力线-恒定磁通式恒定磁通式（动圈式和动铁式）；（动圈式和动铁式）；=BS，磁场强度，磁场强度B改变改变-变磁通式变磁通式（磁阻式）。（磁阻式）。5.1.1工作原理根据法拉第电磁感应定律，N匝线圈4 45.1.2 5.1.2 磁电感应式传感器的类型磁电感应式传感器的类型 按照磁场感应方式分类，可分为：按照磁场感应方式分类，可分为：按照磁场感应方式分类，可分为：按照磁场感应方式分类，可分为：1 1 1 1、变磁通式变磁通式变磁通式变磁通式传感器：传感器：传感器：传感器：在结构上有开磁路和闭磁路两种，一般用来在结构上有开磁路和闭磁路两种，一般用来在结构上有开磁路和闭磁路两种，一般用来在结构上有开磁路和闭磁路两种，一般用来测量旋转物体的角速度，产生感应电动势的频率测量旋转物体的角速度，产生感应电动势的频率测量旋转物体的角速度，产生感应电动势的频率测量旋转物体的角速度，产生感应电动势的频率作为输出。作为输出。作为输出。作为输出。2 2 2 2、恒定磁通式恒定磁通式恒定磁通式恒定磁通式传感器传感器传感器传感器 其运动部件可以是线圈或者磁铁，因此又分其运动部件可以是线圈或者磁铁，因此又分其运动部件可以是线圈或者磁铁，因此又分其运动部件可以是线圈或者磁铁，因此又分为为为为动圈式动圈式动圈式动圈式和和和和动铁式动铁式动铁式动铁式两种结构类型。两种结构类型。两种结构类型。两种结构类型。5.1.2磁电感应式传感器的类型按照磁场感应方式分5 5类型类型 磁磁电电感感应应式式动圈式动圈式磁磁阻阻式式线速度型线速度型角速度型角速度型N变变磁磁通通式式恒恒定定磁磁通通式式动磁式动磁式闭磁路闭磁路开磁路开磁路类型磁电感应式动圈式磁阻式线速度型角速度型N变磁通式恒定磁6 6 下图下图(b)(b)为为闭磁路闭磁路变磁通式传感器结构示意图，被测转轴变磁通式传感器结构示意图，被测转轴带动椭圆形测量齿轮在磁场气隙中等速转动，使气隙平均长带动椭圆形测量齿轮在磁场气隙中等速转动，使气隙平均长度周期性变化，因而磁路磁阻也周期性变化，磁通同样周期度周期性变化，因而磁路磁阻也周期性变化，磁通同样周期性变化，则在线圈中产生感应电动势，其频率性变化，则在线圈中产生感应电动势，其频率f f与测量齿轮转与测量齿轮转速速n n(r/min)(r/min)成正比，即成正比，即f=n/30f=n/30。图图(a)(a)为为开磁路开磁路变磁通式传感器结构示意图，变磁通式传感器结构示意图，1 1、变磁通式磁电传感器、变磁通式磁电传感器下图(b)为闭磁路变磁通式传感器结构示意图，被测转7 7测速电机测速电机测速电机8 8磁电式车速传感器磁电式车速传感器磁阻式传感器磁阻式传感器 磁电式车速传感器磁阻式传感器9 9 图图图图5.35.35.35.3和图和图和图和图5.45.45.45.4分别为动圈式和动磁式的结构原理图。分别为动圈式和动磁式的结构原理图。分别为动圈式和动磁式的结构原理图。分别为动圈式和动磁式的结构原理图。组成：金属骨架组成：金属骨架组成：金属骨架组成：金属骨架1 1 1 1、弹簧、弹簧、弹簧、弹簧2 2 2 2、线圈、线圈、线圈、线圈3 3 3 3、永久磁铁、永久磁铁、永久磁铁、永久磁铁4 4 4 4和导磁壳体和导磁壳体和导磁壳体和导磁壳体5 5 5 5等。等。等。等。特征：这种结构磁路系统产生恒定的直流磁场，磁路气隙不特征：这种结构磁路系统产生恒定的直流磁场，磁路气隙不特征：这种结构磁路系统产生恒定的直流磁场，磁路气隙不特征：这种结构磁路系统产生恒定的直流磁场，磁路气隙不变，气隙中磁通也不变，运动部件可以是磁铁，也可以是线圈。变，气隙中磁通也不变，运动部件可以是磁铁，也可以是线圈。变，气隙中磁通也不变，运动部件可以是磁铁，也可以是线圈。变，气隙中磁通也不变，运动部件可以是磁铁，也可以是线圈。两者工作原理完全相同。两者工作原理完全相同。两者工作原理完全相同。两者工作原理完全相同。图图5.3 5.3 动圈式动圈式图图5.4 5.4 动铁（磁）式动铁（磁）式2 2、恒定磁通式磁电传感器、恒定磁通式磁电传感器图5.3和图5.4分别为动圈式和动磁式的结构原理图。图5.1010图图5.35.3。当线圈在垂直于磁场方向作直线运动时，。当线圈在垂直于磁场方向作直线运动时，若线圈相对磁场的运动速度为若线圈相对磁场的运动速度为v v，则所产生的感应电，则所产生的感应电动势：动势：e=B l v式中：式中：l 每匝线圈的平均长度；每匝线圈的平均长度；B 线圈所在磁场的磁感应强度；线圈所在磁场的磁感应强度；线圈线圈有效匝数有效匝数。当传感器结构参数确定后，当传感器结构参数确定后，B、l、N均为定值，均为定值，故感应电动势故感应电动势e e与线圈相对运动速度与线圈相对运动速度v v成正比，所以这成正比，所以这类传感器的基本形式是类传感器的基本形式是速度型速度型传感器，能直接测量线传感器，能直接测量线速度。速度。图5.3。当线圈在垂直于磁场方向作直线运动1111实物图片实物图片 实物图片12125.1.3 5.1.3 特性分析特性分析 磁电感应式传感器是惯性式拾振器，适用于测磁电感应式传感器是惯性式拾振器，适用于测磁电感应式传感器是惯性式拾振器，适用于测磁电感应式传感器是惯性式拾振器，适用于测量动态物理量，因此动态特性是这种传感器的主要量动态物理量，因此动态特性是这种传感器的主要量动态物理量，因此动态特性是这种传感器的主要量动态物理量，因此动态特性是这种传感器的主要性能。其等效电路如下性能。其等效电路如下性能。其等效电路如下性能。其等效电路如下(L(L(L(L传感器线圈电感、线圈电阻传感器线圈电感、线圈电阻传感器线圈电感、线圈电阻传感器线圈电感、线圈电阻)5.1.3特性分析磁电感应式传感器是惯性式拾振1313如果在其测量电路中接入积分电路或微分电路，那么还如果在其测量电路中接入积分电路或微分电路，那么还可以用来测量可以用来测量位移位移或或加速度加速度。由上述工作原理可知，磁电感。由上述工作原理可知，磁电感应式传感器只适用于应式传感器只适用于动态测量动态测量。以上技术指标的计算，根据其等效电路可简单推出。以上技术指标的计算，根据其等效电路可简单推出。以上技术指标的计算，根据其等效电路可简单推出。以上技术指标的计算，根据其等效电路可简单推出。1 1 1 1、主要技术指标：、主要技术指标：、主要技术指标：、主要技术指标：（1 1）输出电流）输出电流）输出电流）输出电流I I0 0 ：I I0 0=e/(R+R=e/(R+Rf f)=B)=B0 0lNv/(R+RlNv/(R+Rf f)（2 2）电流灵敏度）电流灵敏度）电流灵敏度）电流灵敏度S Si i：Si=ISi=I0 0/v=B/v=B0 0lN/(R+RlN/(R+Rf f)（3 3）输出电压）输出电压）输出电压）输出电压U U0 0 （4 4）电压灵敏度）电压灵敏度）电压灵敏度）电压灵敏度S SU U 如果在其测量电路中接入积分电路或微分电路，那么还可以用来1414当传感器的工作温度发生变化或受到外界当传感器的工作温度发生变化或受到外界当传感器的工作温度发生变化或受到外界当传感器的工作温度发生变化或受到外界磁场干扰、机械振动或冲击时，其灵敏度将发磁场干扰、机械振动或冲击时，其灵敏度将发磁场干扰、机械振动或冲击时，其灵敏度将发磁场干扰、机械振动或冲击时，其灵敏度将发生变化，从而产生测量误差，其相对误差为生变化，从而产生测量误差，其相对误差为生变化，从而产生测量误差，其相对误差为生变化，从而产生测量误差，其相对误差为 根据这种误差产生的不同因素，相对误差根据这种误差产生的不同因素，相对误差根据这种误差产生的不同因素，相对误差根据这种误差产生的不同因素，相对误差又可分为又可分为又可分为又可分为非线性误差非线性误差非线性误差非线性误差和和和和温度误差温度误差温度误差温度误差 。2 2、静态误差静态误差当传感器的工作温度发生变化或受到外1515温度误差温度误差温度误差温度误差:非线性误差非线性误差:产生原因：传感器灵敏度：产生原因：传感器灵敏度：ke/vBlN0，但实际上，但实际上，这种传感器的灵敏度是随振动频率这种传感器的灵敏度是随振动频率f 而变化。而变化。当振动频率当振动频率f 大于固有频率大于固有频率f0 时，传感器的灵敏度基本时，传感器的灵敏度基本 不随振动频率变化，近似为常数；不随振动频率变化，近似为常数；当振动频率更高时，由于线圈内阻增大，传感器灵敏度随当振动频率更高时，由于线圈内阻增大，传感器灵敏度随 振动频率增大而下降。振动频率增大而下降。解决办法：在传感器中加补偿线圈解决办法：在传感器中加补偿线圈(参见图参见图5.3)。产生原因：产生原因：B、l、R均随温度变化，使均随温度变化，使x0，而且该误差足够影响测量精度。而且该误差足够影响测量精度。解决办法：采用热磁分流器补偿。解决办法：采用热磁分流器补偿。温度误差:非线性误差:产生原因：传感器灵敏度：ke/v1616 磁电感应式传感器是机电能量变换型传感器，其磁电感应式传感器是机电能量变换型传感器，其等效系统如图所示，为二阶系统。等效系统如图所示，为二阶系统。其运动方程为其运动方程为 ：磁电感应式传感器的等效系统磁电感应式传感器的等效系统3 3、频率响应特性分析、频率响应特性分析磁电感应式传感器是机电能量变换型传感器，其等效系统1717其幅频特性与相频特性分别为其幅频特性与相频特性分别为其幅频特性与相频特性分别为其幅频特性与相频特性分别为 ：被测振动的角频率；被测振动的角频率；0 0传感器运动系统的固有角频率，传感器运动系统的固有角频率，0 0 ；传感器运动系统的阻尼比，传感器运动系统的阻尼比，。其幅频特性与相频特性分别为：被测振动的角频率；181810Av()欠阻尼中频灵敏度过阻尼最佳阻尼二次谐振高频下降10.10.11.010102/0磁电感应式速度传感器的幅频响应特性曲线磁电感应式速度传感器的幅频响应特性曲线作业题：P128，、。10Av()欠阻尼中频灵敏度过阻尼最佳阻尼二次谐振高频下降19195.1.4 5.1.4 磁电感应式传感器应用磁电感应式传感器应用 不需外部供电电源，电路简单，性能稳不需外部供电电源，电路简单，性能稳不需外部供电电源，电路简单，性能稳不需外部供电电源，电路简单，性能稳定，输出阻抗小，具有一定频率响应范围定，输出阻抗小，具有一定频率响应范围定，输出阻抗小，具有一定频率响应范围定，输出阻抗小，具有一定频率响应范围（一般为（一般为（一般为（一般为101010101000100010001000HzHzHzHz），），），），可用于振动、转速、可用于振动、转速、可用于振动、转速、可用于振动、转速、扭矩等方面测量。扭矩等方面测量。扭矩等方面测量。扭矩等方面测量。5.1.4磁电感应式传感器应用不需外部供电电源20201 1 1 1、磁电式振动速度传感器、磁电式振动速度传感器、磁电式振动速度传感器、磁电式振动速度传感器 CD/BCD-21CD/BCD-21系系系系列列列列利利利利用用用用线线线线圈圈圈圈在在在在永永永永久久久久磁磁磁磁场场场场中中中中作作作作切切切切割割割割磁磁磁磁力力力力线线线线运运运运动动动动，产产产产生生生生与与与与振振振振动动动动速速速速度度度度成成成成正正正正比比比比的的的的电电电电压压压压信信信信号号号号。经经经经放放放放大大大大，微微微微分分分分或或或或积积积积分分分分运运运运算算算算可可可可测测测测振振振振动动动动速速速速度度度度、加加加加速速速速度度度度或或或或位位位位移移移移。灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度高高高高难难难难度度度度、内内内内阻阻阻阻低低低低。在在在在机机机机械振动测试中被广泛采用。为使用方便，配有械振动测试中被广泛采用。为使用方便，配有械振动测试中被广泛采用。为使用方便，配有械振动测试中被广泛采用。为使用方便，配有CZ-3CZ-3CZ-3CZ-3磁座。磁座。磁座。磁座。1、磁电式振动速度传感器2121型号CD-1CD-2CD-4CD-7-CCD-7-SCD-8-FCD-21-2-CCD-21-2-SBCD-21灵敏度mv/m600300600600，600020200,280290频率范围Hz10500250023000.5202500101000101000最大可测位移1mm1.5mm7.5mm6mm1mm1mm最 大 可 测加速度m/s250100100，所以上式可简化为：，所以上式可简化为：霍尔元件的r0、和均可在产品说明书中查到。通常4646合理选取负载电阻合理选取负载电阻合理选取负载电阻合理选取负载电阻R R R RL L L L的阻值的阻值的阻值的阻值 霍尔元件的输出电阻霍尔元件的输出电阻R R0 0和霍尔电动势和霍尔电动势U UH H也都是温度的函数，当霍尔元件接有负也都是温度的函数，当霍尔元件接有负载载R RL L时，如右图示，在时，如右图示，在R RL L上的电压为：上的电压为：式中：式中：R RO 0O 0-温度温度T=TT=T0 0时，霍尔元件的输出电阻；其他符号含义如前相时，霍尔元件的输出电阻；其他符号含义如前相同。为使负载上的电压不随温度而变化，应使同。为使负载上的电压不随温度而变化，应使dUdUL L/d(T/d(TT T0 0)0 0，即：，即：合理选取负载电阻RL的阻值霍尔元件的输出电阻R0和4747采用恒压源和输入回路串联电阻采用恒压源和输入回路串联电阻采用恒压源和输入回路串联电阻采用恒压源和输入回路串联电阻 当霍尔元件采用当霍尔元件采用稳压电源供电稳压电源供电，且霍尔元件输出开，且霍尔元件输出开路状态下工作时，可在输入回路中路状态下工作时，可在输入回路中串入适当的电阻串入适当的电阻来补来补偿温度误差。其分析过程与结果同式（偿温度误差。其分析过程与结果同式（5.175.17）。）。采用恒压源和输入回路串联电阻当霍尔元件采用稳压电源4848采用温度补偿元件采用温度补偿元件（如热敏电阻、电阻丝等）（如热敏电阻、电阻丝等）图图a)a)、b)b)、c)c)为霍尔元件具有为霍尔元件具有负温度系数负温度系数（温度升高，（温度升高，输出减小）时的补偿电路。输出减小）时的补偿电路。图图d)d)为霍尔元件具有为霍尔元件具有正温度系数正温度系数时的补偿电路。时的补偿电路。采用温度补偿元件（如热敏电阻、电阻丝等）图4949采用桥路补偿电路采用桥路补偿电路图中图中R RP P用来补偿不等位电用来补偿不等位电势，势，R RX X是是热敏电阻热敏电阻，在霍尔，在霍尔元件输出端串接温度补偿电桥。元件输出端串接温度补偿电桥。若将霍尔元件与放大电路、温度补偿电路等集成在一起制成集成若将霍尔元件与放大电路、温度补偿电路等集成在一起制成集成霍尔传感器，则性能优良、使用方便、体积小、成本低，输出功率大霍尔传感器，则性能优良、使用方便、体积小、成本低，输出功率大和输出电压高，应用比较广泛。和输出电压高，应用比较广泛。桥路输出随温度变化的补桥路输出随温度变化的补偿电压，与霍尔元件输出的电偿电压，与霍尔元件输出的电压相加作为传感器的输出。压相加作为传感器的输出。采用桥路补偿电路图中RP用来补偿不等位电势50505.2.5 5.2.5 霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用 霍尔元件具有结构简单、体积小、重量轻、霍尔元件具有结构简单、体积小、重量轻、霍尔元件具有结构简单、体积小、重量轻、霍尔元件具有结构简单、体积小、重量轻、频带宽、动态特性好和寿命长等许多优点，因频带宽、动态特性好和寿命长等许多优点，因频带宽、动态特性好和寿命长等许多优点，因频带宽、动态特性好和寿命长等许多优点，因而得到广泛应用。而得到广泛应用。而得到广泛应用。而得到广泛应用。在电磁测量中，用它测量恒定或交变在电磁测量中，用它测量恒定或交变在电磁测量中，用它测量恒定或交变在电磁测量中，用它测量恒定或交变磁感磁感磁感磁感应强度应强度应强度应强度、有功功率有功功率有功功率有功功率、无功功率无功功率无功功率无功功率、相位相位相位相位、电能电能电能电能等等等等参数；在自动检测系统中，多用于参数；在自动检测系统中，多用于参数；在自动检测系统中，多用于参数；在自动检测系统中，多用于位移位移位移位移、压力压力压力压力和和和和转速转速转速转速测量。测量。测量。测量。5.2.5霍尔传感器的应用霍尔元件具有结构简5151图图5.20 UGN3501M5.20 UGN3501M内部框图内部框图图图5.215.21霍尔磁感应强度测量电路霍尔磁感应强度测量电路电压表电压表稳压1 1、霍尔磁感应强度测量仪、霍尔磁感应强度测量仪电压表1、霍尔磁感应强度测5252 当电流流过导线时，将在导线周围产生磁场，磁场大当电流流过导线时，将在导线周围产生磁场，磁场大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测。料来聚集，然后用霍尔器件进行检测。2 2、霍尔传感器测电流、霍尔传感器测电流(a)(a)当电流流过导线时，将在导线周围产生磁场，磁场大小与流5353图5.23霍尔开关电子点火器霍尔传感器磁钢图图5.22 5.22 数显霍尔电流表数显霍尔电流表2 2、霍尔传感器测电流、霍尔传感器测电流(b)ICIC1 1为为A/DA/D转换器转换器,内含液晶显示驱动电路。内含液晶显示驱动电路。图5.23霍尔开关电子点火器霍尔传感器磁钢图5.2254543 3、霍尔开关电子点火器、霍尔开关电子点火器图图5.23 5.23 霍尔开关电子点火器霍尔开关电子点火器霍尔传感器磁钢3、霍尔开关电子点火器图5.23霍尔开关电子点火器霍尔55554 4、霍尔元件在直流无刷电机中的应用、霍尔元件在直流无刷电机中的应用图图5.24 5.24 直流无刷电机霍尔开关电子换向直流无刷电机霍尔开关电子换向H1H4为开关型霍尔元件为开关型霍尔元件4、霍尔元件在直流无刷电机中的应用图5.24直流无刷电机霍56565 5、霍尔传感器测位移、霍尔传感器测位移5、霍尔传感器测位移57576 6、汽车速度测量、汽车速度测量6、汽车速度测量5858思考题思考题1 1 1 1.什么是霍尔效应？什么是霍尔效应？什么是霍尔效应？什么是霍尔效应？2.2.2.2.为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？3.3.3.3.为什么霍尔元件一般采用为什么霍尔元件一般采用为什么霍尔元件一般采用为什么霍尔元件一般采用N N N N型半导体材料？型半导体材料？型半导体材料？型半导体材料？4.4.4.4.霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有什么关系？霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有什么关系？霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有什么关系？霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有什么关系？5.5.5.5.什么是霍尔元件的温度特性？如何进行补偿？什么是霍尔元件的温度特性？如何进行补偿？什么是霍尔元件的温度特性？如何进行补偿？什么是霍尔元件的温度特性？如何进行补偿？6.6.6.6.归纳出你认为可以用霍尔传感器来检测的物理量。归纳出你认为可以用霍尔传感器来检测的物理量。归纳出你认为可以用霍尔传感器来检测的物理量。归纳出你认为可以用霍尔传感器来检测的物理量。作业题作业题（P128P128）11、13、14、15思考题1.什么是霍尔效应？作业题（P128）11、13、159595.3 5.3 压电式传感器压电式传感器压电式传感器的工作原理是以某些晶体材压电式传感器的工作原理是以某些晶体材料的料的压电效应压电效应为基础，在外力作用下，在为基础，在外力作用下，在晶体材料的表面上能产生电荷，从而实现晶体材料的表面上能产生电荷，从而实现非电量转换和测量。非电量转换和测量。压压电电传传感感元元件件是是力力敏敏感感元元件件，所所以以它它能能测测量量最最终终能能变变换换为为力力的的那那些些物物理理量量，例例如如力力、压力、加速度等。压力、加速度等。5.3压电式传感器压电式传感器的工作原理是以某些晶体材料6060压压压压电电电电式式式式传传传传感感感感器器器器具具具具有有有有许许许许多多多多优优优优点点点点：体体体体积积积积小小小小、结结结结构构构构简简简简单单单单，固固固固有有有有频频频频率率率率高高高高、响响响响应应应应频频频频带带带带宽宽宽宽、灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度和和和和信信信信噪噪噪噪比比比比高高高高。近近近近年年年年由由由由于于于于电电电电子子子子技技技技术术术术的的的的发发发发展展展展，与与与与之之之之配配配配套套套套的的的的二二二二次次次次仪仪仪仪表表表表以以以以及及及及低低低低噪噪噪噪声声声声、小小小小电电电电容容容容、高高高高绝绝绝绝缘缘缘缘电电电电阻阻阻阻电电电电缆缆缆缆的的的的出出出出现现现现，使使使使压压压压电电电电传传传传感感感感器器器器的的的的使使使使用用用用更更更更为为为为方方方方便便便便。因因因因此此此此，在在在在工工工工程程程程力力力力学学学学、生生生生物物物物医医医医学学学学、石石石石油油油油勘勘勘勘探探探探、声声声声波波波波测测测测井井井井、电电电电声声声声学学学学等等等等许多技术领域中获得了广泛的应用。许多技术领域中获得了广泛的应用。许多技术领域中获得了广泛的应用。许多技术领域中获得了广泛的应用。缺缺缺缺点点点点：一一一一般般般般无无无无静静静静态态态态输输输输出出出出，要要要要求求求求测测测测量量量量电电电电路路路路有有有有高高高高输输输输出出出出阻抗、电缆电容要低等，工作温度较低阻抗、电缆电容要低等，工作温度较低阻抗、电缆电容要低等，工作温度较低阻抗、电缆电容要低等，工作温度较低250250250250。压电式传感器具有许多优点：体积小、结构简单，固有频率高、响应61615.3.1 压电效应与压电材料压电效应与压电材料 正正正正压压压压电电电电效效效效应应应应-某某某某些些些些晶晶晶晶体体体体（压压压压电电电电材材材材料料料料）（如如如如石石石石英英英英siosiosiosio2 2 2 2，钛钛钛钛酸酸酸酸钡钡钡钡等等等等），在在在在受受受受到到到到外外外外力力力力作作作作用用用用时时时时，不不不不仅仅仅仅几几几几何何何何尺尺尺尺寸寸寸寸发发发发生生生生变变变变化化化化，而而而而且且且且内内内内部部部部极极极极化化化化，表表表表面面面面上上上上有有有有电电电电荷荷荷荷出出出出现现现现，形形形形成成成成电电电电场场场场，当当当当外外外外力力力力去去去去掉掉掉掉，表表表表面面面面又又又又恢恢恢恢复复复复到到到到原原原原来来来来状态的现象。具有这种性质的材料称为压电材料。状态的现象。具有这种性质的材料称为压电材料。状态的现象。具有这种性质的材料称为压电材料。状态的现象。具有这种性质的材料称为压电材料。逆压电效应逆压电效应机械能机械能正压电效应正压电效应电能电能 逆逆逆逆压压压压电电电电效效效效应应应应（电电电电致致致致伸伸伸伸缩缩缩缩效效效效应应应应）-若若若若把把把把压压压压电电电电材材材材料料料料放放放放置置置置在在在在电电电电场场场场中中中中，则则则则在在在在一一一一定定定定方方方方向向向向上上上上其其其其几几几几何何何何尺尺尺尺寸寸寸寸发发发发生生生生变变变变形形形形；当当当当外外外外电电电电场场场场撤撤撤撤去去去去，该该该该电电电电场场场场随随随随之之之之消失。这种现象称为逆压电效应。消失。这种现象称为逆压电效应。消失。这种现象称为逆压电效应。消失。这种现象称为逆压电效应。所以说压电传感器是一种可逆型换能器。机械能所以说压电传感器是一种可逆型换能器。机械能所以说压电传感器是一种可逆型换能器。机械能所以说压电传感器是一种可逆型换能器。机械能电能。电能。电能。电能。5.3.1压电效应与压电材料正压电效应-某些晶体（6262 自然界大多数晶体材料都具有压电效应，作为敏感材料，自然界大多数晶体材料都具有压电效应，作为敏感材料，自然界大多数晶体材料都具有压电效应，作为敏感材料，自然界大多数晶体材料都具有压电效应，作为敏感材料，主要考虑以下性能：主要考虑以下性能：主要考虑以下性能：主要考虑以下性能：压电常数压电常数压电常数压电常数d d d d大大大大；机械强度、刚度高机械强度、刚度高机械强度、刚度高机械强度、刚度高；高高高高电阻率电阻率电阻率电阻率和和和和大介电系数大介电系数大介电系数大介电系数；具有；具有；具有；具有较高的居里点较高的居里点较高的居里点较高的居里点（压电效应不明（压电效应不明（压电效应不明（压电效应不明显时的温度）；对显时的温度）；对显时的温度）；对显时的温度）；对时间稳定性好时间稳定性好时间稳定性好时间稳定性好，等。，等。，等。，等。目前有四类可供选择的压电材料：目前有四类可供选择的压电材料：目前有四类可供选择的压电材料：目前有四类可供选择的压电材料：单晶体（单晶体（单晶体（单晶体（压电晶体压电晶体压电晶体压电晶体）多晶体（多晶体（多晶体（多晶体（压电陶瓷压电陶瓷压电陶瓷压电陶瓷）压电半导体材料压电半导体材料压电半导体材料压电半导体材料 有机高分子压电材料有机高分子压电材料有机高分子压电材料有机高分子压电材料自然界大多数晶体材料都具有压电效应，作为敏感材料6363ZXY(a)(b)石英晶体石英晶体(a a)理想石英晶体的外形理想石英晶体的外形 (b b)坐标系坐标系ZYX石英晶体石英晶体具有压电效应，是由其内部结构决定的。具有压电效应，是由其内部结构决定的。天然结构石英晶体的理想外形是一个正六面体，在晶体学天然结构石英晶体的理想外形是一个正六面体，在晶体学中它可用三根互相垂直的轴来表示，其中：中它可用三根互相垂直的轴来表示，其中：轴轴-机械轴机械轴。在电场中，。在电场中，沿该轴机械变形最明显；沿该轴机械变形最明显；轴轴-称为称为电轴电轴，垂直此轴的面上，压电效应最强，垂直此轴的面上，压电效应最强；轴轴-中性轴中性轴，该方向无压，该方向无压电效应，用光学方法确定该轴，电效应，用光学方法确定该轴，故称为故称为光轴光轴。ZXY(a)(b)石英晶体ZYX石英晶体具有压电效应，是6464图图5.25 5.25 石英晶体的切片石英晶体的切片 通常把沿电轴通常把沿电轴X X方向的力作用下产生电荷的压电效应方向的力作用下产生电荷的压电效应称为称为“纵向压电效应纵向压电效应”，而把沿机械轴，而把沿机械轴Y Y方向的力作用下方向的力作用下产生电荷的压电效应称为产生电荷的压电效应称为“横向压电效应横向压电效应”。晶体的许多特性取决于晶体的方向。为了利用石英晶体的许多特性取决于晶体的方向。为了利用石英晶体的压电效应，需将晶体沿一定方向切割成晶片。方晶体的压电效应，需将晶体沿一定方向切割成晶片。方法很多，常用的是法很多，常用的是X X切和切和Y Y切。切。X X切切Y Y切切图5.25石英晶体的切片通常把沿电轴X方向的力6565 石英晶片受压力或拉力时，电荷的极性如下图所示。石英晶片受压力或拉力时，电荷的极性如下图所示。a)b)c)d)a)b)c)d)图图5.26 5.26 晶片受力方向与电荷极性的关系晶片受力方向与电荷极性的关系 切切：厚度边：厚度边/X/X轴，长度边轴，长度边/Y/Y轴，宽度边轴，宽度边/Z/Z轴。轴。切切：厚度边：厚度边/Y/Y轴，长度边轴，长度边/X/X轴，宽度边轴，宽度边/Z/Z轴。轴。石英晶片受压力或拉力时，电荷的极性如下图所示。6666多晶体多晶体（压电陶瓷）（压电陶瓷）压压电电陶陶瓷瓷属属于于铁铁电电体体物物质质，是是人人工工制制造造的的多多晶晶压压电电材材料料。将将原原料料粉粉碎碎、碾碾磨磨和和成成型型，在在10001000以以上上烧烧结结而而成成。它它具具有有类类似似铁铁磁磁材材料料磁磁畴畴结结构构的的电电畴畴结结构构。电电畴畴是是分分子子自自发发形形成成的的区区域域，它它有有一一定定的的极极化化方方向向，从从而而存存在在一一定定的的电电场场。在在无无外外电电场场作作用用时时，各各个个电电畴畴在在晶晶体体上上杂杂乱乱分分布布，它它们们的的极极化化效效应应被被相相互互抵抵消消，因因此此原原始始的的压压电电陶陶瓷瓷内内极极化化强强度为零，见图（度为零，见图（a a）。）。(a)极化处理前(b)极化处理中(c)极化处理后剩余极化强度直流电场直流电场E E剩余伸长电场作用下的伸长多晶体（压电陶瓷）(a)极化处理前(b)极化处理中(c)极化6767机机机机械械械械能能能能与与与与电电电电能能能能转转转转换换换换关关关关系系系系用用用用压压压压电电电电方方方方程程程程来来来来描描描描述述述述。压压压压电电电电方方方方程程程程。有多种形式，常用的形式为：有多种形式，常用的形式为：有多种形式，常用的形式为：有多种形式，常用的形式为：d F (5.19)d F (5.19)d F (5.19)d F (5.19)式中：式中：式中：式中：F-F-F-F-压电元件所受外力；压电元件所受外力；压电元件所受外力；压电元件所受外力；Q-Q-Q-Q-相应表面产生的电荷。相应表面产生的电荷。相应表面产生的电荷。相应表面产生的电荷。d-d-d-d-压电系数（与压电材料、切面方向有关）压电系数（与压电材料、切面方向有关）压电系数（与压电材料、切面方向有关）压电系数（与压电材料、切面方向有关）此式的物理表现为：当压电元此式的物理表现为：当压电元件受到外力件受到外力F F作用时，在相应的表面作用时，在相应的表面会产生电荷。会产生电荷。机械能与电能转换关系用压电方程来描述。压电方程。有多种形式，68685.3.2 5.3.2 工作原理工作原理 沿一定的方向，将压电晶体切成一定尺寸的长方体，表面沿一定的方向，将压电晶体切成一定尺寸的长方体，表面再镀上金属膜，如图再镀上金属膜，如图5.275.27，这便形成了常用压电式传感器的敏，这便形成了常用压电式传感器的敏感元件感元件-压电晶片压电晶片。当压电晶片受到压力的作当压电晶片受到压力的作用时，分别在两个极板上积聚用时，分别在两个极板上积聚数量相等而极性相反的电荷。数量相等而极性相反的电荷。因此，压电传感器可以看作是因此，压电传感器可以看作是一个一个电荷发生器电荷发生器，也可以看成，也可以看成是一个是一个电容器电容器。5.3.2工作原理沿一定的方向，将压电晶6969式中：式中：式中：式中：h h h h压电片厚度；压电片厚度；压电片厚度；压电片厚度；S S S S 极板面积；极板面积；极板面积；极板面积；相对介质介电常数；相对介质介电常数；相对介质介电常数；相对介质介电常数；0 0 0 0 真空中的介电常数，其值为真空中的介电常数，其值为真空中的介电常数，其值为真空中的介电常数，其值为8.88.88.88.8555510101010-12-12-12-12 F/mF/mF/mF/m；r r r r 压电材料的相对介电常数，随材料不同而变。压电材料的相对介电常数，随材料不同而变。压电材料的相对介电常数，随材料不同而变。压电材料的相对介电常数，随材料不同而变。其电容量其电容量a a为为:这样，可把压电晶片等效成一个与电容相并联的这样，可把压电晶片等效成一个与电容相并联的电荷源电荷源，图图5.28a5.28a，也可以等效为一个，也可以等效为一个电压源电压源，Ua=Q/CaUa=Q/Ca，图，图5.28b5.28b。a)a)电荷源电荷源 b)b)电压源电压源 图图5.28 5.28 压电晶片的等效电路压电晶片的等效电路式中：h压电片厚度；S极板面积；其电容量a为:7070 压电传感器与测量仪表联接时，还必须考虑压电传感器与测量仪表联接时，还必须考虑电缆电容电缆电容C CC C，放大器的，放大器的输入电阻输入电阻R Ri i 和和输入电容输入电容C Ci i以及传感器的以及传感器的泄漏电阻泄漏电阻R Ra a。下图画出了压电传感。下图画出了压电传感器完整的等效电路。器完整的等效电路。a)a)电荷源电荷源 b)b)电压源电压源 图图5.29 5.29 压电晶片测试系统的等效电路压电晶片测试系统的等效电路 压电传感器与测量仪表联接时，还必须考虑电缆电容CC，7171 实际设计中，压电晶片常用两片或多片组合在一起使用。实际设计中，压电晶片常用两片或多片组合在一起使用。由于压电材料是有极性的，因此存在并联和串联两种接法。由于压电材料是有极性的，因此存在并联和串联两种接法。并联接法并联接法（如图（如图a）特征：两压电晶片的结构形式不同，上、下两极板通过特征：两压电晶片的结构形式不同，上、下两极板通过导线连接，两片晶片中间一般加铜片或银片作为引出电极。导线连接，两片晶片中间一般加铜片或银片作为引出电极。并联接法输出电荷大，本身电容大，因此时间常数也大，并联接法输出电荷大，本身电容大，因此时间常数也大，适用于测量缓变信号，并以适用于测量缓变信号，并以电荷量电荷量作为输出的场合。作为输出的场合。实际设计中，压电晶片常用两片或多片组合在一起7272串联接法串联接法（如图（如图b b）特征特征：两压电晶片的结构形式相同，引线分别从两片压电：两压电晶片的结构形式相同，引线分别从两片压电晶片引出。上晶片负电荷和下晶片正电荷相消。晶片引出。上晶片负电荷和下晶片正电荷相消。串联接法输出电压高，本身电容小，适用于以串联接法输出电压高，本身电容小，适用于以电压电压作为作为输出量以及测量电路输入阻抗很高的场合。输出量以及测量电路输入阻抗很高的场合。另外需注意：压电元件在压电式传感器中，必须有一定的预另外需注意：压电元件在压电式传感器中，必须有一定的预应力，这样可以保证在作用力变化时，压电片始终受到压力，应力，这样可以保证在作用力变化时，压电片始终受到压力，同时也保证了压电片的输出与作用力的线性关系。同时也保证了压电片的输出与作用力的线性关系。串联接法（如图b）另外需注意：压电元件在压电式传感器中，必73735.3.3 5.3.3 测量电路测量电路 压电式传感器的内阻很高，输出电信号很微弱，通常应把传感器信压电式传感器的内阻很高，输出电信号很微弱，通常应把传感器信号先输入到高输入阻抗的号先输入到高输入阻抗的前置放大器前置放大器中，经过阻抗变换后，方可输入到中，经过阻抗变换后，方可输入到后续显示仪表中。后续显示仪表中。压电传感器要求测量电路的前级输入端要有足够高的阻抗，这样才压电传感器要求测量电路的前级输入端要有足够高的阻抗，这样才能防止电荷迅速泄漏而使测量误差变大。能防止电荷迅速泄漏而使测量误差变大。前置放大器有两个前置放大器有两个作用作用：把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出；把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出；把传感器的微弱信号进行放大。把传感器的微弱信号进行放大。用于压电传感器的前置放大器也有两种形式：用于压电传感器的前置放大器也有两种形式：电压放大器电压放大器：其输出电压与输入：其输出电压与输入电压电压（传感器输出电压）成正比；（传感器输出电压）成正比；电荷放大器电荷放大器：其输出电压与输入：其输出电压与输入电荷电荷（传感器输出电荷）成正比。（传感器输出电荷）成正比。5.3.3测量电路压电式传感器的内阻很高7474、电荷放大器、电荷放大器 电荷放大器实际上是一个具有反馈电容的高增益运算放电荷放大器实际上是一个具有反馈电容的高增益运算放大器。下图是压电传感器与电荷放大器连接的等效电路。图大器。下图是压电传感器与电荷放大器连接的等效电路。图中中C CF F 和和R RF F 分别为放大器的反馈电容、电阻。分别为放大器的反馈电容、电阻。图图5.31 5.31 压电传感器与电荷放大器连接等效电路压电传感器与电荷放大器连接等效电路、电荷放大器电荷放大器实际上是一个具有反馈电容的高7575输出电压输出电压输出电压输出电压U U0 0的计算比较复杂，需运用导纳来运算。的计算比较复杂，需运用导纳来运算。的计算比较复杂，需运用导纳来运算。的计算比较复杂，需运用导纳来运算。当运算放大器的当运算放大器的当运算放大器的当运算放大器的放大倍数足够大放大倍数足够大放大倍数足够大放大倍数足够大，而且当，而且当，而且当，而且当工作频率足够工作频率足够工作频率足够工作频率足够高高高高时，输出电压为：时，输出电压为：时，输出电压为：时，输出电压为：U U0 0Q/CQ/CF F （5.215.215.215.21）可见：输出电压可见：输出电压可见：输出电压可见：输出电压U U0 0与放大倍数与放大倍数与放大倍数与放大倍数A A无关，只取决无关，只取决无关，只取决无关，只取决于于于于QQ和和和和C CF F。压电元件本身的电容大小和压电元件本身的电容大小和压电元件本身的电容大小和压电元件本身的电容大小和电缆长短将不影响电缆长短将不影响电缆长短将不影响电缆长短将不影响或极少影响或极少影响或极少影响或极少影响电荷放大器的输出电荷放大器的输出电荷放大器的输出电荷放大器的输出-这就是电荷放大器的突出优点之一。这就是电荷放大器的突出优点之一。这就是电荷放大器的突出优点之一。这就是电荷放大器的突出优点之一。不加证明，直接给出电荷放大器的另一个优点：电荷放不加证明，直接给出电荷放大器的另一个优点：电荷放不加证明，直接给出电荷放大器的另一个优点：电荷放不加证明，直接给出电荷放大器的另一个优点：电荷放大器的低频截止频率是电压放大器的大器的低频截止频率是电压放大器的大器的低频截止频率是电压放大器的大器的低频截止频率是电压放大器的1/A1/A1/A1/A，而，而，而，而A A A A较大，显然较大，显然较大，显然较大，显然电荷放大器的低频截止频率远比电压放大器低很多。电荷放大器的低频截止频率远比电压放大器低很多。电荷放大器的低频截止频率远比电压放大器低很多。电荷放大器的低频截止频率远比电压放大器低很多。电荷放大器价格较高，电路较复杂，调整也比较困难。电荷放大器价格较高，电路较复杂，调整也比较困难。电荷放大器价格较高，电路较复杂，调整也比较困难。电荷放大器价格较高，电路较复杂，调整也比较困难。输出电压U0的计算比较复杂，需运用导纳来运算。7676（1 1）压电式加速度计不能作静态测量。）压电式加速度计不能作静态测量。（2 2）灵敏度与电缆电容几乎无关，使用长）灵敏度与电缆电容几乎无关，使用长度可达百米，但电缆长会使噪声增加，信度可达百米，但电缆长会使噪声增加，信噪比降低。噪比降低。由以上分析推知：由以上分析推知：压电传感器后接电荷放大器的具有下面特点：压电传感器后接电荷放大器的具有下面特点：（1）压电式加速度计不能作静态测量。由以上分析推知：7777 a)b)a)b)压电传感器接电压放大器的等效电路压电传感器接电压放大器的等效电路、电压放大器、电压放大器 压电传感器接电压放大器的等效电路如下图压电传感器接电压放大器的等效电路如下图a a所示。所示。图图b b是压电晶片简化后的等效电路。其中，是压电晶片简化后的等效电路。其中，u ui i为电压放大为电压放大器输入电压；器输入电压；R=RR=Ra a/R/Ri i ;C=CC=CC C+C+Ci i；u ua a=Q Q/C Ca a 。如果压电传感器受交变力：如果压电传感器受交变力：f f=F Fm msinsintt 则在压电元件上产生的电压为：则在压电元件上产生的电压为：(d(d为压电系数为压电系数)u ua a=Q/=Q/C Ca a=(d=(dF Fm m/C Ca a)sin)sint=Ut=Um m sinsintta)7878幅值：幅值：可推导出送入放大器输入端的电压为可推导出送入放大器输入端的电压为：注意：此式中的注意：此式中的F F为输入，为输入，为等效电路的输出（放大器的输入），为等效电路的输出（放大器的输入），为输入力的变化频率。为输入力的变化频率。可表示成另一种形式可表示成另一种形式-幅值和相位差：幅值和相位差：幅值：7979放大器输入电压与输入力放大器输入电压与输入力F之间的相位差为：之间的相位差为：当当时，则放大器输入端电压的幅值为：时，则放大器输入端电压的幅值为：这时，传感器的电压灵敏度为这时，传感器的电压灵敏度为此式表明：由于电缆电容此式表明：由于电缆电容C Cc c及放大器输入电容及放大器输入电容C Ci i的存在，使的存在，使k ku u。如果。如果更换电缆，则更换电缆，则C Cc c变化，使变化，使k ku u也变化。因此更换电缆长度，则必须重新校也变化。因此更换电缆长度，则必须重新校正传感器的电压灵敏度值。正传感器的电压灵敏度值。放大器输入电压与输入力F之间的相位差为：当时，则放大80805.3.4 5.3.4 压电式传感器的应用压电式传感器的应用 压电式传感器具有体积小、重量轻、结构简压电式传感器具有体积小、重量轻、结构简压电式传感器具有体积小、重量轻、结构简压电式传感器具有体积小、重量轻、结构简单、工作可靠、测量频率范围宽等优点。合理的单、工作可靠、测量频率范围宽等优点。合理的单、工作可靠、测量频率范围宽等优点。合理的单、工作可靠、测量频率范围宽等优点。合理的设计能使它有较强的抗干扰能力，所以是一种应设计能使它有较强的抗干扰能力，所以是一种应设计能使它有较强的抗干扰能力，所以是一种应设计能使它有较强的抗干扰能力，所以是一种应用较为广泛的测力传感器。但它不能测量频率太用较为广泛的测力传感器。但它不能测量频率太用较为广泛的测力传感器。但它不能测量频率太用较为广泛的测力传感器。但它不能测量频率太低的被测量，特别是不能测量静态参数，因此目低的被测量，特别是不能测量静态参数，因此目低的被测量，特别是不能测量静态参数，因此目低的被测量，特别是不能测量静态参数，因此目前多用于测量前多用于测量前多用于测量前多用于测量加速度加速度加速度加速度和和和和动态力或压力动态力或压力动态力或压力动态力或压力。5.3.4压电式传感器的应用压电81811 1、压电式加速度传感器、压电式加速度传感器（）加速度传感器结构（）加速度传感器结构1、压电式加速度传感器（）加速度传感器结构8282微振动测试仪电路图Q0传感器的电荷C0传感器静电容Ce电缆静电容（）压电式加速度传感器测量电路（）压电式加速度传感器测量电路（）压电式加速度传感器测量电路8383产品加速度计理论模型产品8484压电式单向测力传感器结构图晶片电子束焊接上盖绝缘套基座电极2 2、压电式测力传感器、压电式测力传感器晶片电子束焊接上盖2、压电式测8585压电式压力传感器的结构消除振动加速度影响的结构 压电式压力传感器的结构消除振动加速度影响的结构8686压力变送器压力变送器力传感器力传感器 压电式力压电式力/压力传感器压力传感器各种锤头（钢、铝、尼龙、橡胶）各种锤头（钢、铝、尼龙、橡胶）型测力锤，利用石英晶体的纵向压型测力锤，利用石英晶体的纵向压电效应。可以测量动态力、准静态电效应。可以测量动态力、准静态力和冲击力。力和冲击力。发动机燃烧传感器，适用于发动机汽缸内压力测试。发动机燃烧传感器，适用于发动机汽缸内压力测试。M119M119系列为系列为高频、抗高冲击型，特别适用于榴弹炮、液体发射武器的测试。高频、抗高冲击型，特别适用于榴弹炮、液体发射武器的测试。压力变送器力传感器压电式力/压力传感器各种锤头（钢、铝、尼8787一、思考题一、思考题 1 1、为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量、为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量?2 2、压电式传感器测量电路的作用是什么、压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题其核心是解决什么问题?3 3一一压压电电式式传传感感器器的的灵灵敏敏度度K K1 110pC10pCMPaMPa，连连接接灵灵敏敏度度K K2 2=0.008V=0.008VpCpC的的电电荷荷放放大大器器，所所用用的的笔笔式式记记录录仪仪的的灵灵敏敏度度K K3 3=25mm=25mmV V，当当压压力力变化变化p p=8MPa=8MPa时，记录笔在记录纸上的偏移为多少时，记录笔在记录纸上的偏移为多少?4 4、某加速度计的校准振动台，它能作、某加速度计的校准振动台，它能作50Hz50Hz和和1g1g的振动，今有压电式的振动，今有压电式加速度计出厂时标出灵敏度加速度计出厂时标出灵敏度K K100mV100mVg g，由于测试要求需加长导线，由于测