第06章-压电式传感器课件

11第第7章章磁电式传感器磁电式传感器11第第7章章磁电式传感器磁电式传感器11第第4章章压电式传感器压电式传感器第第6章章压电式传感器压电式传感器22第第7章章磁电式传感器磁电式传感器22第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器22认识几种压电式传感器认识几种压电式传感器（a a）柱状压电陶瓷）柱状压电陶瓷 （b b）管状压电陶瓷）管状压电陶瓷 （c c）矩形压电陶瓷片）矩形压电陶瓷片 （d d）压电陶瓷驱动器）压电陶瓷驱动器 （e e）压电陶瓷超声传感器）压电陶瓷超声传感器 （f f）压电陶瓷超声雾化片）压电陶瓷超声雾化片 33第第7章章磁电式传感器磁电式传感器33第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器33（i)i)电荷型加速度计电荷型加速度计 (j)(j)压电式测力传感器压电式测力传感器 （k k）电压输出型加速度计）电压输出型加速度计（g g）压电陶瓷蜂鸣片）压电陶瓷蜂鸣片 （h h）压电陶瓷大功率超声换能器）压电陶瓷大功率超声换能器 44第第7章章磁电式传感器磁电式传感器44第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器44 某某些些电电介介质质，当当沿沿着着一一定定方方向向对对其其施施力力而而使使它它变变形形时时，内内部部就就产产生生极极化化现现象象，同同时时在在它它的的一一定定表表面面上上产产生生电电荷荷，当当外外力力去去掉掉后后，又又重重新新恢恢复复不不带带电电状状态态的的现现象象。当当作作用用力力方方向向改改变变时时，电电荷荷极极性性也也随随着着改改变变。当当动动态态力力变变为为静静态态力力时时，电电荷荷将将由由于于表表面面漏电而很快泄漏、消失。漏电而很快泄漏、消失。压电效应演示压电效应演示6.1 压电式传感器的工作原理6.1.1 6.1.1 压电效应压电效应(Piezoelectric-effect)55第第7章章磁电式传感器磁电式传感器55第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器556.1 压电式传感器的工作原理6.1.1 6.1.1 压电效应压电效应逆压电效应：逆压电效应：反过来反过来,在这些材料的极化方向施加电场，在这些材料的极化方向施加电场，它会产生机械变形，这种现象称为它会产生机械变形，这种现象称为“逆压电效应逆压电效应”，或，或称为称为“电致伸缩效应电致伸缩效应”。电能电能机械能机械能正压电效应正压电效应逆压电效应逆压电效应常用压电材料有三类：压电晶体，压电陶瓷和有机压常用压电材料有三类：压电晶体，压电陶瓷和有机压电材料。电材料。66第第7章章磁电式传感器磁电式传感器66第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器666.1.2 压电材料石英晶体结构为六角形晶柱，化石英晶体结构为六角形晶柱，化学式为学式为SiOSiO2 2，单晶结构。，单晶结构。定义：定义：X X轴：两平行柱面内夹角等分轴：两平行柱面内夹角等分线，沿此轴线，沿此轴压电效应最强压电效应最强。称。称为电轴。为电轴。y y轴轴：垂直于平行柱面，在：垂直于平行柱面，在电电场作用下变形最大场作用下变形最大，称为机械，称为机械轴。轴。z z轴轴：无压电效应无压电效应，中心轴，中心轴，也称光轴。也称光轴。图图4-1 4-1 石英晶体石英晶体1、石英晶体、石英晶体77第第7章章磁电式传感器磁电式传感器77第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器77图图4-2 4-2 石英晶体切片石英晶体切片从石英晶体上切下一片平行六面体从石英晶体上切下一片平行六面体晶体切片，使晶体切片，使它的晶面分别平行于它的晶面分别平行于X、Y、Z轴，如图。并在垂直轴，如图。并在垂直X轴轴方向两面用真空镀膜或沉银法得到电极面。方向两面用真空镀膜或沉银法得到电极面。88第第7章章磁电式传感器磁电式传感器88第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器88当在电轴方向施加作用力当在电轴方向施加作用力FxFx时时,在与电轴在与电轴 x x 垂直的垂直的平面上将产生电荷平面上将产生电荷,其大小为其大小为 Qx=dQx=d1111 Fx Fx 式中式中:d:d1111x x方向受力的压电系数方向受力的压电系数;99第第7章章磁电式传感器磁电式传感器99第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器99若在同一切片上若在同一切片上,沿机械轴沿机械轴y方向施加作用力方向施加作用力Fy,则则仍在与仍在与x轴垂直的平面上产生电荷轴垂直的平面上产生电荷Qy,其大小为其大小为Qy=d12Fya/b式中式中:d12y轴方向受力的压电系数轴方向受力的压电系数,d12=-d11;a、b晶体切片长度和厚度。晶体切片长度和厚度。1010第第7章章磁电式传感器磁电式传感器1010第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器1010压电式传感器主要是利用压电式传感器主要是利用纵向压电效应纵向压电效应沿光轴沿光轴(Z轴轴)方向的作用力不产生压电效应。沿相方向的作用力不产生压电效应。沿相对两棱加力时，则产生对两棱加力时，则产生切向效应切向效应。1111第第7章章磁电式传感器磁电式传感器1111第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器1111石石英英晶晶体体具具有有压压电电效效应应，是是由由其其内内部部结结构构决决定定的的。组组成成石石英英晶晶体体的的硅硅离离子子Si4+和和氧氧离离子子O2-在在Z平平面面投投影影，如如图图(a)。为为讨讨论论方方便便，将将这这些些硅硅、氧氧离离子子等等效效为为图图(b)中中正正六六边边形形排排列列，图图中中“”代代表表Si4+，“”代代表表2O2-。(b)(a)+-YXXY硅氧离子的排列示意图硅氧离子的排列示意图(a)硅氧离子在硅氧离子在Z Z平面上的投影平面上的投影（b）等效为正六边形排列的投影等效为正六边形排列的投影+石英晶体产生压电效应的微观原理石英晶体产生压电效应的微观原理1212第第7章章磁电式传感器磁电式传感器1212第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器1212当当作作用用力力FX=0时时，正正、负负离离子子（即即Si4+和和2O2-）正正好好分分布布在在正正六六边边形形顶顶角角上上，形形成成三三个个互互成成120夹夹角角的的偶偶极极矩矩P1、P2、P3，如如图图（a）所所示示。此此时时正正负负电电荷荷中中心心重重合，电偶极矩的矢量和等于零，即合，电偶极矩的矢量和等于零，即P1P2P30XY+-(a)FX=0P1P2P31313第第7章章磁电式传感器磁电式传感器1313第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器1313当当晶晶体体受受到到沿沿X方方向向的的压压力力（FX0；在在Y、Z方向上的分量为方向上的分量为(P1+P2+P3)Y=0(P1+P2+P3)Z=0由由上上式式看看出出，在在X轴轴的的正正向向出出现现正正电电荷，在荷，在Y、Z轴方向则不出现电荷轴方向则不出现电荷。FXXY+FX(b)FX0Y+-+FXFXP2P3P1+(P1+P2+P3)X0(P1+P2+P3)Y=0(P1+P2+P3)Z=0 当晶体受到沿当晶体受到沿X方向的拉力（方向的拉力（FX0）作用时，）作用时，其变化情况如图（其变化情况如图（c）。此时电极矩的三个分量为）。此时电极矩的三个分量为在在X轴的正向出现负电荷，在轴的正向出现负电荷，在Y、Z方向则不出现电荷。方向则不出现电荷。1515第第7章章磁电式传感器磁电式传感器1515第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器1515晶晶体体在在Y轴轴方方向向力力FY作作用用下下的的情情况况与与FX相相似似。当当FY0时时，晶晶体体的的形形变变与与图图（b）相相似似；当当FY0时时，则则与与图图（c）相相似似。由由此此可可见见，晶晶体体在在Y（即即机机械械轴轴）方方向向的的力力FY作作用用下下，使使它它在在X方方向向产产生生正正压压电电效效应应，在在Y、Z方向则不产生压电效应。方向则不产生压电效应。(e)Fy0+-P1P2P3Y+-+FyP2P3P1+1616第第7章章磁电式传感器磁电式传感器1616第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器1616天然形成的石英晶体外形天然形成的石英晶体外形石英压电晶体石英压电晶体1717第第7章章磁电式传感器磁电式传感器1717第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器1717人工合成石英晶体人工合成石英晶体石英晶体薄片石英晶体薄片1818第第7章章磁电式传感器磁电式传感器1818第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器1818压 电 晶 片按特定方向切片按特定方向切片1919第第7章章磁电式传感器磁电式传感器1919第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器1919 石英是具有良好压电效应的一种压电晶体。在石英是具有良好压电效应的一种压电晶体。在20200范围内压电常数的温度变化率约是范围内压电常数的温度变化率约是-0.016%/，在温度较低时，压电常数的变化很小。，在温度较低时，压电常数的变化很小。居里点：居里点：573573 石英晶体的相对介电常数较小，温度稳定性很好。石英晶体的相对介电常数较小，温度稳定性很好。机械强度很高，性能稳定，没有热释电效应（由于温机械强度很高，性能稳定，没有热释电效应（由于温度变化导致电荷释放），绝缘性能相当好。度变化导致电荷释放），绝缘性能相当好。2020第第7章章磁电式传感器磁电式传感器2020第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器20202、压电陶瓷压电陶瓷 压电陶瓷是人工制造的多晶压电材料，压电陶瓷是人工制造的多晶压电材料，它具有类似它具有类似铁磁材料磁畴结构的电畴结构。在无外电场作用时铁磁材料磁畴结构的电畴结构。在无外电场作用时,各各个电畴在晶体上杂乱分布，它们的极化效应被相互抵消，个电畴在晶体上杂乱分布，它们的极化效应被相互抵消，因此原始的压电陶瓷内极化强度为零，原始压电陶瓷须因此原始的压电陶瓷内极化强度为零，原始压电陶瓷须经强电场极化处理后才具有压电特性。经强电场极化处理后才具有压电特性。图图4-5 4-5 压电陶瓷的极化压电陶瓷的极化2121第第7章章磁电式传感器磁电式传感器2121第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器2121 陶瓷的一端出现正束缚电荷，另一端出现负束缚电陶瓷的一端出现正束缚电荷，另一端出现负束缚电荷。由于束缚电荷的作用，在陶瓷片的电极面上吸附了荷。由于束缚电荷的作用，在陶瓷片的电极面上吸附了一层来自外界的自由电荷。这些自由电荷与陶瓷片内的一层来自外界的自由电荷。这些自由电荷与陶瓷片内的束缚电荷符号相反而数量相等，它起着屏蔽和抵消陶瓷束缚电荷符号相反而数量相等，它起着屏蔽和抵消陶瓷片内极化强度对外界的作用。片内极化强度对外界的作用。自由电荷自由电荷束缚电荷束缚电荷电极电极电极电极极化方向极化方向陶瓷片内束缚电荷与电极上吸附陶瓷片内束缚电荷与电极上吸附的自由电荷示意图的自由电荷示意图2222第第7章章磁电式传感器磁电式传感器2222第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器2222 在陶瓷片上加一个与极化方向平行的压力在陶瓷片上加一个与极化方向平行的压力F，如图，如图，陶瓷片将产生压缩形变陶瓷片将产生压缩形变,片内的正、负束缚电荷之间的距片内的正、负束缚电荷之间的距离变小，极化强度也变小。原来吸附在电极上的自由电离变小，极化强度也变小。原来吸附在电极上的自由电荷，有一部分被释放，出现放电荷现象。当压力撤消后，荷，有一部分被释放，出现放电荷现象。当压力撤消后，陶瓷片恢复原状，片内的正、负电荷之间的距离变大，陶瓷片恢复原状，片内的正、负电荷之间的距离变大，极化强度也变大，电极上又吸附一部分自由电荷而出现极化强度也变大，电极上又吸附一部分自由电荷而出现充电现象。这种由机械效应转变为电效应，就是正压电充电现象。这种由机械效应转变为电效应，就是正压电效应。效应。正压电效应示意图正压电效应示意图（实线代表形变前的情况，（实线代表形变前的情况，虚线代表形变后的情况）虚线代表形变后的情况）极化方向极化方向F2323第第7章章磁电式传感器磁电式传感器2323第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器2323 同样，在陶瓷片上加一个与极化方向相同的电场，同样，在陶瓷片上加一个与极化方向相同的电场，由于电场的方向与极化强度的方向相同，所以电场的作由于电场的方向与极化强度的方向相同，所以电场的作用使极化强度增大。这时，陶瓷片内的正负束缚电荷之用使极化强度增大。这时，陶瓷片内的正负束缚电荷之间距离也增大，就是说，陶瓷片沿极化方向产生伸长形间距离也增大，就是说，陶瓷片沿极化方向产生伸长形变。同理，如果外加电场的方向与极化方向相反，则陶变。同理，如果外加电场的方向与极化方向相反，则陶瓷片沿极化方向产生缩短形变。这种由于电效应而转变瓷片沿极化方向产生缩短形变。这种由于电效应而转变为机械效应，就是逆压电效应。为机械效应，就是逆压电效应。逆压电效应示意图逆压电效应示意图（实线代表形变前的情况，（实线代表形变前的情况，虚线代表形变后的情况）虚线代表形变后的情况）极化极化方向方向电电场场方方向向2424第第7章章磁电式传感器磁电式传感器2424第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器24243 3 压电材料及压电元件结构形式压电材料及压电元件结构形式 压电材料应具备以下几个主要特性：压电材料应具备以下几个主要特性：转换性能。要求具有较大的压电常数。转换性能。要求具有较大的压电常数。机械性能。机械强度高、刚度大。机械性能。机械强度高、刚度大。电性能。高电阻率和大介电常数。电性能。高电阻率和大介电常数。环境适应性。温度和湿度稳定性要好，要求具有较环境适应性。温度和湿度稳定性要好，要求具有较高的居里点，获得较宽的工作温度范围。高的居里点，获得较宽的工作温度范围。时间稳定性。要求压电性能不随时间变化。时间稳定性。要求压电性能不随时间变化。2525第第7章章磁电式传感器磁电式传感器2525第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器2525常用压电材料常用压电材料 压电晶体（单晶体）：石英。压电晶体（单晶体）：石英。压电陶瓷（多晶体）：钛酸钡；锆钛酸铅系列压电陶瓷（多晶体）：钛酸钡；锆钛酸铅系列（PZ系列）等。系列）等。压电半导体和高分子压电材料（含压电薄膜）压电半导体和高分子压电材料（含压电薄膜）等。等。2626第第7章章磁电式传感器磁电式传感器2626第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器2626 压电元件受到力作用时，在其相应表面上产生表面压电元件受到力作用时，在其相应表面上产生表面电荷，计算公式如下：电荷，计算公式如下：式中式中 q qijij j j方向受力时在方向受力时在i i方向上电荷积累的表面密度方向上电荷积累的表面密度(即沿即沿i i方向的极化强度方向的极化强度)；j 沿方向沿方向j j施加外力时，单位面积上感受的应力；施加外力时，单位面积上感受的应力；dij 压电常数（压电常数（j j方向受应力，在方向受应力，在i i方向产生电荷时的压方向产生电荷时的压电常数）。电常数）。4 压电常数和表面电荷的计算压电常数和表面电荷的计算 2727第第7章章磁电式传感器磁电式传感器2727第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器2727压电元件的坐标系表示法 压电方程中压电方程中下角标下角标i i表示晶体的极化方向表示晶体的极化方向。当产生电荷当产生电荷的表面垂直于的表面垂直于x x轴轴(y(y轴或轴或z z轴轴)时，记为时，记为i=1(i=1(或或2 2或或3)3)。下角标下角标 j=1j=1或或2 2、3 3、4 4、5 5、6 6，分别表示在沿，分别表示在沿x x轴、轴、y y轴、轴、z z轴方向作用的轴方向作用的正应力正应力和在垂直于和在垂直于x x轴、轴、y y轴、轴、z z轴的平面轴的平面内作用的内作用的剪切力剪切力。单向应力的符号规定拉单向应力的符号规定拉应力为正，压应力为负；应力为正，压应力为负；剪切力的符号用右螺旋剪切力的符号用右螺旋定则确定。右图表示了定则确定。右图表示了它们的方向。它们的方向。2828第第7章章磁电式传感器磁电式传感器2828第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器2828 晶体在任意受力状态下产生的表面电荷密度可由下列方程组决定：压电材料的压电特性的压电常数矩阵：2929第第7章章磁电式传感器磁电式传感器2929第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器2929石英晶体压电常数矩阵3030第第7章章磁电式传感器磁电式传感器3030第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器3030结论：结论：（1 1）当晶片受到）当晶片受到x x方向的压力作用时，产生的电荷方向的压力作用时，产生的电荷只与作用力成正比，而与晶片的几何尺寸无关。只与作用力成正比，而与晶片的几何尺寸无关。（2 2）沿机械轴）沿机械轴y y方向向晶片施加压力时，产生的电方向向晶片施加压力时，产生的电荷是与几何尺寸有关的。荷是与几何尺寸有关的。（3 3）石英晶体不是在任何方向都存在压电效应的。）石英晶体不是在任何方向都存在压电效应的。（4 4）晶体在哪个方向上有正压电效应，则在此方）晶体在哪个方向上有正压电效应，则在此方向上一定存在逆压电效应。向上一定存在逆压电效应。（5 5）无论是正或逆压电效应，其作用力（或应变）无论是正或逆压电效应，其作用力（或应变）与电荷（或电场强度）之间皆呈线性关系。与电荷（或电场强度）之间皆呈线性关系。3131第第7章章磁电式传感器磁电式传感器3131第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器31315、压电元件的结构形式压电元件的结构形式电路并联电路并联电路串联电路串联压电片组合后，总电容量压电片组合后，总电容量C，U，Q与单片的与单片的C，U，Q的关系的关系图图4-8 4-8 压电元件结构压电元件结构3232第第7章章磁电式传感器磁电式传感器3232第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器3232 并联接法输出电荷大，本身电容大（因而接上并联接法输出电荷大，本身电容大（因而接上负载后时间常数大），宜用于以电荷作为输出量的负载后时间常数大），宜用于以电荷作为输出量的场合，相对来说允许被测对象变化频率稍低。场合，相对来说允许被测对象变化频率稍低。串联接法输出电压大，本身电容小，宜用于以电压串联接法输出电压大，本身电容小，宜用于以电压作为输出量的场合，要求后续电路有较大的输入阻作为输出量的场合，要求后续电路有较大的输入阻抗。抗。1）并联法）并联法2）串联法）串联法比较：比较：3333第第7章章磁电式传感器磁电式传感器3333第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器33336.3.1 6.3.1 压电元件的等效电路压电元件的等效电路 压电元件是压电式传感压电元件是压电式传感器的敏感元件。当它受到外器的敏感元件。当它受到外力作用时，就会在垂直于电力作用时，就会在垂直于电轴或垂直于极化方向的两个轴或垂直于极化方向的两个表面上产生极性相反但电量表面上产生极性相反但电量相等的电荷。因此，可以把相等的电荷。因此，可以把压电式传感器看作一个压电式传感器看作一个静电静电发生器发生器，也可把它视为两极，也可把它视为两极板上聚集异性电荷，中间为板上聚集异性电荷，中间为绝缘体的绝缘体的电容器。电容器。6.3 6.3 压电式传感器的等效电路压电式传感器的等效电路图图4-9 4-9 等效电路等效电路3434第第7章章磁电式传感器磁电式传感器3434第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器3434图图4-10 4-10 压电式传感器的等效电路压电式传感器的等效电路(a)等效为一个电荷源等效为一个电荷源Q与一个电容与一个电容Ca并联的电路并联的电路(b)等效成一个电压源等效成一个电压源U=Q/Ca 和一个电容和一个电容Ca的串联的串联电路电路 3535第第7章章磁电式传感器磁电式传感器3535第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器3535 传感器内部信号电荷无传感器内部信号电荷无“漏损漏损”，外电路负载无，外电路负载无穷大时，压电传感器受力后产生的电压或电荷才能长穷大时，压电传感器受力后产生的电压或电荷才能长期保存，否则电路将以某时间常数按指数规律放电。期保存，否则电路将以某时间常数按指数规律放电。这对于静态标定以及低频准静态测量极为不利，必然这对于静态标定以及低频准静态测量极为不利，必然带来误差。事实上，传感器内部不可能没有泄漏，外带来误差。事实上，传感器内部不可能没有泄漏，外电路负载也不可能无穷大，只有外力以较高频率不断电路负载也不可能无穷大，只有外力以较高频率不断地作用，传感器的电荷才能得以补充，因此，压电晶地作用，传感器的电荷才能得以补充，因此，压电晶体不适合于静态测量。体不适合于静态测量。6.3.1 6.3.1 压电元件的等效电路压电元件的等效电路3636第第7章章磁电式传感器磁电式传感器3636第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器36366.3.2 6.3.2 压电传感器的等效电路压电传感器的等效电路 1 1）测量系统框图）测量系统框图图图4-11测量系统框图测量系统框图3737第第7章章磁电式传感器磁电式传感器3737第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器37372）等效电路）等效电路图图4-12放大器输入端等效电路放大器输入端等效电路 压电传感器的绝缘电阻压电传感器的绝缘电阻RaRa与前置放大器的输入电阻与前置放大器的输入电阻RiRi相相并联。为保证传感器和测试系统有一定的低频或准静态响应，并联。为保证传感器和测试系统有一定的低频或准静态响应，要求压电传感器绝缘电阻应保持在要求压电传感器绝缘电阻应保持在10101313以上，才能使内部以上，才能使内部电荷泄漏减少到满足一般测试精度的要求。与上相适应，测电荷泄漏减少到满足一般测试精度的要求。与上相适应，测试系统则应有较大的时间常数，亦即前置放大器要有相当高试系统则应有较大的时间常数，亦即前置放大器要有相当高的输入阻抗，否则传感器的信号电荷将通过输入电路泄漏，的输入阻抗，否则传感器的信号电荷将通过输入电路泄漏，即产生测量误差。即产生测量误差。3838第第7章章磁电式传感器磁电式传感器3838第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器38383）压电传感器的灵敏度）压电传感器的灵敏度 压电式传感器的灵敏度有两种表示方式压电式传感器的灵敏度有两种表示方式:（1 1）电压灵敏度，）电压灵敏度，Ku=UKu=UF F，它表示单位力所产生的，它表示单位力所产生的电压；电压；（2 2）电荷灵敏度，）电荷灵敏度，Kq=QKq=QF F，它表示单位力所产生的，它表示单位力所产生的电荷。电荷。它们之间的关系为：它们之间的关系为：3939第第7章章磁电式传感器磁电式传感器3939第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器39396.4 6.4 测量电路测量电路 由于压电式传感器的输出电信号很微弱，通常先把由于压电式传感器的输出电信号很微弱，通常先把传感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器：电压放传感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器：电压放大器或电荷放大器，对传感器输出的电压或电荷信号进大器或电荷放大器，对传感器输出的电压或电荷信号进行放大处理，并实现阻抗变换，将传感器的高输出阻抗行放大处理，并实现阻抗变换，将传感器的高输出阻抗变为放大器的低输出阻抗，再用一般的放大检波电路输变为放大器的低输出阻抗，再用一般的放大检波电路输入到指示仪表或记录器。入到指示仪表或记录器。前置放大器的作用：放大信号、阻抗变换前置放大器的作用：放大信号、阻抗变换4040第第7章章磁电式传感器磁电式传感器4040第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器40406.6.1 6.6.1 6.6.1 6.6.1 电压放大器（阻抗变换器）电压放大器（阻抗变换器）电压放大器（阻抗变换器）电压放大器（阻抗变换器）图图图图 4-13 4-13 压电传感器接放大器的等效电路压电传感器接放大器的等效电路压电传感器接放大器的等效电路压电传感器接放大器的等效电路 R=Ra/Ri C=Cc+Ci4141第第7章章磁电式传感器磁电式传感器4141第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器4141若压电元件受正弦力若压电元件受正弦力若压电元件受正弦力若压电元件受正弦力 f f=F Fmmsinsint t 的作用，则其电压为的作用，则其电压为的作用，则其电压为的作用，则其电压为 放大器输入端电压放大器输入端电压Ui(6.6.1)(6.6.2)4242第第7章章磁电式传感器磁电式传感器4242第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器4242输入电压和作用力之间相位差为输入电压和作用力之间相位差为 Ui的幅值的幅值Uim为为(6.6.3)(6.6.4)4343第第7章章磁电式传感器磁电式传感器4343第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器4343在理想情况下，传感器的绝缘电阻在理想情况下，传感器的绝缘电阻Ra与前置放大器输与前置放大器输入电阻入电阻Ri都为无限大，即电荷没有泄露都为无限大，即电荷没有泄露,则则(Ca+Cc+Ci)R1，那么由式（，那么由式（6.6.3）可知，理想）可知，理想情况下输入电压幅值情况下输入电压幅值Uam为为(6.6.5)它与输入电压它与输入电压Uim之幅值比为之幅值比为(6.6.6)4444第第7章章磁电式传感器磁电式传感器4444第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器4444令令 为测量回路的时间常数为测量回路的时间常数 即有：即有：(6.6.7)(6.6.8)(6.6.9)4545第第7章章磁电式传感器磁电式传感器4545第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器4545 由此得到电压幅值比和相角与频率比的关系曲线。由此得到电压幅值比和相角与频率比的关系曲线。当作用在压电元件上的力是静态力当作用在压电元件上的力是静态力（=0）时，则前置放大器的输入电）时，则前置放大器的输入电压等于零。压等于零。当当1时，即作用力的变化频率与时，即作用力的变化频率与测量回路的时间常数的乘积远大于测量回路的时间常数的乘积远大于1时，时，前置放大器的输入电压前置放大器的输入电压Uim随频率的随频率的变化不大。变化不大。当当3时，可近似看作输入电压与时，可近似看作输入电压与作用力的频率无关。作用力的频率无关。在测量回路的时在测量回路的时间常数一定的情况下，压电式传感器间常数一定的情况下，压电式传感器的高频响应是相当好的，是压电式传的高频响应是相当好的，是压电式传感器的一个突出优点。感器的一个突出优点。图图4-14电压幅值比和电压幅值比和相角与频率关系相角与频率关系4646第第7章章磁电式传感器磁电式传感器4646第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器4646 说明：说明：不能靠增加测量回路的电容量来提高时间常数，不能靠增加测量回路的电容量来提高时间常数，切切实可行的办法：提高测量回路的电阻。实可行的办法：提高测量回路的电阻。压电传感器与前置电压放大器之间连接电缆不能压电传感器与前置电压放大器之间连接电缆不能随意更换，随意更换，否则将引入测量误差。否则将引入测量误差。传感器的电压灵敏度传感器的电压灵敏度 4747第第7章章磁电式传感器磁电式传感器4747第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器4747 电缆的问题并不电缆的问题并不是不能解决的。随着是不能解决的。随着固态电子器件和集成固态电子器件和集成电路的迅速发展以及电路的迅速发展以及越来越广泛的应用，越来越广泛的应用，超小型放大器已完全超小型放大器已完全有可能装入传感器之有可能装入传感器之中，组成一体化传感中，组成一体化传感器，如图所示。器，如图所示。内装有小型阻抗变换器的压电式内装有小型阻抗变换器的压电式加速度传感器加速度传感器4848第第7章章磁电式传感器磁电式传感器4848第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器48486.6.2 电荷放大器电荷放大器图图4-15传感器接电荷放传感器接电荷放大器等效电路大器等效电路图图4-16电荷放大器等效电路电荷放大器等效电路Uo放大器输出电压；放大器输出电压；Ucf反馈电容两端电压。反馈电容两端电压。4949第第7章章磁电式传感器磁电式传感器4949第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器4949放大器的输出电压放大器的输出电压 当当：由由“虚地虚地”原理可知，反馈电容原理可知，反馈电容Cf折合到放大器输入折合到放大器输入端的有效电容端的有效电容Cf为为 电荷放大器的输出电压电荷放大器的输出电压U Uo o只取决于输入电荷与反只取决于输入电荷与反馈电容馈电容C Cf f，与电缆电容，与电缆电容C Cc c无关，且与无关，且与q q成正比。成正比。5050第第7章章磁电式传感器磁电式传感器5050第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器5050电压放大器和电荷放大器比较：电压放大器和电荷放大器比较：1.电压放大器输出电压与输入电压电压放大器输出电压与输入电压(即传感器的输出即传感器的输出)成正比；电荷放大器，其输出电压与输入电荷成成正比；电荷放大器，其输出电压与输入电荷成正比。正比。2.电荷放大器电路复杂，价格昂贵，电压放大器反电荷放大器电路复杂，价格昂贵，电压放大器反之；但电压放大器下限频率较高，灵敏度与电缆之；但电压放大器下限频率较高，灵敏度与电缆分布电容有关，选用时宜综合考虑。分布电容有关，选用时宜综合考虑。5151第第7章章磁电式传感器磁电式传感器5151第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器5151四通道电荷放大器外形 .灵灵 敏敏 度：度：0.10.11000mV/pC1000mV/pC；频率范围：频率范围：0.30.3100KHz100KHz；准准 确确 度：度：1%1%；最大输出：最大输出：10V/10mA10V/10mA；噪声噪声(最大增益最大增益)：折合至输入端小于：折合至输入端小于5 5V V；电电源：源：220V/50Hz220V/50Hz；控制方式：；控制方式：计算机或手动计算机或手动5252第第7章章磁电式传感器磁电式传感器5252第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器5252超小型电荷放大器模块 主要指标主要指标:灵灵 敏敏 度：度：1 1、1010、100mV/pC(100mV/pC(任选一档任选一档)频率范围：频率范围：0.30.3100KHz(100KHz(上、下限可选上、下限可选)噪声噪声(最大灵敏度最大灵敏度)：输出端小于：输出端小于1mV1mV归归 一一 化：外接电阻调整化：外接电阻调整线性误差：线性误差：1%1%最大输出：最大输出：5V5V或或10V10V电电源：源：6V6V15V15V 特点：可组成经济的多点测试系统特点：可组成经济的多点测试系统5353第第7章章磁电式传感器磁电式传感器5353第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器5353一、填空题一、填空题1.压电式传感器是一种典型的（压电式传感器是一种典型的（）式传感器，它以）式传感器，它以某种电介质的（某种电介质的（）为基础。）为基础。2.石英晶片在沿着电轴石英晶片在沿着电轴x方向力的作用下，产生电荷的方向力的作用下，产生电荷的现象称为（现象称为（）压电效应；而把沿机械轴）压电效应；而把沿机械轴y方向力方向力的作用下，产生电荷的现象称为（的作用下，产生电荷的现象称为（）压电效应。）压电效应。二、判断题二、判断题1.压电式传感器是一种力敏感器件。（压电式传感器是一种力敏感器件。（）2.石英晶体在光轴方向上有压电效应。（石英晶体在光轴方向上有压电效应。（）知识巩固知识巩固5454第第7章章磁电式传感器磁电式传感器5454第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器54543.压电式传感器能用于静态测量，也适用于动态测量。压电式传感器能用于静态测量，也适用于动态测量。（）三、选择题三、选择题1.压电材料的居里点是（压电材料的居里点是（）消失的温度转变点。）消失的温度转变点。A.压电效应压电效应B.逆压电效应逆压电效应C横向压电效应横向压电效应2.在电介质的极化方向上施加交变电场时，它会产生在电介质的极化方向上施加交变电场时，它会产生机械变形，当去掉外加电场时，电介质变形随之消机械变形，当去掉外加电场时，电介质变形随之消失，这种现象称为（失，这种现象称为（）。）。A.逆压电效应逆压电效应B.压电效应压电效应C压电元件压电元件5555第第7章章磁电式传感器磁电式传感器5555第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器55551、用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器的振、用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器的振动，已知：加速度计灵敏度为动，已知：加速度计灵敏度为5pC/g，电荷放大器灵，电荷放大器灵敏度为敏度为50mV/pC，当机器达到最大加速度值时相应，当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值为的输出电压幅值为2V，试求该机器的振动加速度。，试求该机器的振动加速度。2、一压电式力传感器，将它与一只灵敏度、一压电式力传感器，将它与一只灵敏度Sv可调的可调的电荷放大器联接，然后接到灵敏度为电荷放大器联接，然后接到灵敏度为Sx=20mm/v的的光线示波器上记录，现知压电式压力传感器灵敏度光线示波器上记录，现知压电式压力传感器灵敏度为为Sp=5pc/Pa，该测试系统的总灵敏度为，该测试系统的总灵敏度为S=0.5mm/Pa，试问：，试问：（1）电荷放大器的灵敏度）电荷放大器的灵敏度Sv应调为何值应调为何值(v/Pc)?（2）用该测试系统测）用该测试系统测40Pa的压力变化时，光线示的压力变化时，光线示波器上光点的移动距离是多少？波器上光点的移动距离是多少？计算计算5656第第7章章磁电式传感器磁电式传感器5656第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器56566.5 压电式传感器的应用压电式传感器的特点：压电式传感器的特点：能量转换型（发电型）传感器；能量转换型（发电型）传感器；体积小，重量轻，刚性好，可以提高其固有频率，体积小，重量轻，刚性好，可以提高其固有频率，得到较宽的工作频率范围；得到较宽的工作频率范围；灵敏度高，稳定性好，可靠；灵敏度高，稳定性好，可靠；有比较理想的线性，且通常没有滞后现象；有比较理想的线性，且通常没有滞后现象；低频特性较差，主要用于动态测量；低频特性较差，主要用于动态测量；应用中要求采取严格的绝缘措施，并采用低电容、应用中要求采取严格的绝缘措施，并采用低电容、低噪声电缆；低噪声电缆；工作原理可逆。工作原理可逆。5757第第7章章磁电式传感器磁电式传感器5757第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器5757压电式传感器主要应用类型压电式传感器主要应用类型 表中列给出了压电传感器的主要应用类型。目表中列给出了压电传感器的主要应用类型。目前它们已经在工业、民用和军事方面得到广泛应用前它们已经在工业、民用和军事方面得到广泛应用,但其中用得最多的还是力敏类型。但其中用得最多的还是力敏类型。5858第第7章章磁电式传感器磁电式传感器5858第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器58581、压电式压力传感器、压电式压力传感器 图图4-17 单向压电式测力传感器单向压电式测力传感器 图图4-18 膜片式压力传感器膜片式压力传感器 引线引线引线引线壳体壳体壳体壳体基座基座基座基座压压压压电电电电晶晶晶晶片片片片受压膜片受压膜片受压膜片受压膜片导电片导电片导电片导电片p p如图如图4-17示的是示的是YDS-78型压电式单向力传感器的结型压电式单向力传感器的结构，它主要用于频率变化不太高的动态力的测量。构，它主要用于频率变化不太高的动态力的测量。5959第第7章章磁电式传感器磁电式传感器5959第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器59592、压电式加速度传感器、压电式加速度传感器 图图4-19 压缩式压电加速度传感器压缩式压电加速度传感器 压电元件压电元件质量块质量块弹簧系统装在圆形中心支柱弹簧系统装在圆形中心支柱 上，支柱与基座连接，基座与测试对象连接。上，支柱与基座连接，基座与测试对象连接。6060第第7章章磁电式传感器磁电式传感器6060第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器60606161第第7章章磁电式传感器磁电式传感器6161第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器6161图图图图4-20 4-20 压电陶瓷换能器结构图压电陶瓷换能器结构图压电陶瓷换能器结构图压电陶瓷换能器结构图3 3 3 3、压电式声传感器、压电式声传感器、压电式声传感器、压电式声传感器当交变信号加在压电当交变信号加在压电陶瓷片两端面时，由陶瓷片两端面时，由于压电陶瓷的逆压电于压电陶瓷的逆压电效应，陶瓷片会在电效应，陶瓷片会在电极方向产生周期性的极方向产生周期性的伸长和缩短伸长和缩短。6262第第7章章磁电式传感器磁电式传感器6262第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器6262 当一定频率的声频信号加在换能器上时，换能当一定频率的声频信号加在换能器上时，换能器上的压电陶瓷片受到外力作用而产生压缩变形，器上的压电陶瓷片受到外力作用而产生压缩变形，由于压电陶瓷的正压电效应，压电陶瓷上将出现充、由于压电陶瓷的正压电效应，压电陶瓷上将出现充、放电现象，即将声频信号转换成了交变电信号。这放电现象，即将声频信号转换成了交变电信号。这时的声传感器就是声频信号接收器。时的声传感器就是声频信号接收器。如果换能器中压电陶瓷的振荡频率在超声波范如果换能器中压电陶瓷的振荡频率在超声波范围，则其发射或接收的声频信号即为超声波，这样围，则其发射或接收的声频信号即为超声波，这样的换能器称为压电超声换能器。的换能器称为压电超声换能器。6363第第7章章磁电式传感器磁电式传感器6363第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器6363压电声传感器在超声速测量实验中的应用压电声传感器在超声速测量实验中的应用压电声传感器在超声速测量实验中的应用压电声传感器在超声速测量实验中的应用图图4-23 4-23 超声速测量实验装置超声速测量实验装置信号发生器信号发生器信号发生器信号发生器S S1 1示波器示波器示波器示波器频率计频率计频率计频率计S S2 2l l游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺6464第第7章章磁电式传感器磁电式传感器6464第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器6464当信号发生器产生的正弦交流信号加在压电陶瓷片当信号发生器产生的正弦交流信号加在压电陶瓷片两端面时，压电陶瓷片将产生机械振动，在空气中两端面时，压电陶瓷片将产生机械振动，在空气中激发出声波。所以，换能器激发出声波。所以，换能器S1是声频信号发生器。是声频信号发生器。当当S发出的声波信号经过空气传播到达换能器发出的声波信号经过空气传播到达换能器S2时，时，空气振动产生的压力作用在空气振动产生的压力作用在S2的压电陶瓷片上使之的压电陶瓷片上使之出现充、放电现象，在示波器上就能检测出该交变出现充、放电现象，在示波器上就能检测出该交变信号。所以，换能器信号。所以，换能器S2是声频信号接收器。是声频信号接收器。6565第第7章章磁电式传感器磁电式传感器6565第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器6565 4 4、压电式流量计、压电式流量计、压电式流量计、压电式流量计图图图图4 4-21 -21 压电式流量计压电式流量计压电式流量计压电式流量计流量显示流量显示流量显示流量显示输出信号输出信号输出信号输出信号换能器换能器换能器换能器换能器换能器换能器换能器接收接收接收接收接收接收接收接收发射发射发射发射发射发射发射发射压电超声换能器每压电超声换能器每隔一段时间隔一段时间(如如1/100s)发射和接收发射和接收互换一次。在顺流互换一次。在顺流和逆流的情况下，和逆流的情况下，发射和接收的相位发射和接收的相位差与流速成正比。差与流速成正比。6666第第7章章磁电式传感器磁电式传感器6666第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器66665 5、压电式传感器在测漏中的应用压电式传感器在测漏中的应用压电式传感器在测漏中的应用压电式传感器在测漏中的应用A AB BOO点点点点L LA AL LB B地地地地 面面面面L L如果地面下一均匀的自来水直管道某处如果地面下一均匀的自来水直管道某处O O发生漏水，水漏发生漏水，水漏引起的振动从引起的振动从O O点向管道两端传播，在管道上点向管道两端传播，在管道上A A、B B两点放两点放两只压电传感器，由从两个传感器接收到的由两只压电传感器，由从两个传感器接收到的由O O点传来的点传来的t t0 0时刻发出的振动信号所用时间差可计算出时刻发出的振动信号所用时间差可计算出L LA A或或L LB B。图图图图4 4-2-22 2 压电式传感器应用压电式传感器应用压电式传感器应用压电式传感器应用6767第第7章章磁电式传感器磁电式传感器6767第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器6767两者时间差为两者时间差为t=tA-tB=（LA-LB）/v又又L=LA+LB，所以，所以 6868第第7章章磁电式传感器磁电式传感器6868第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器6868 由于压电陶瓷元件的自振动频率高，特别适合测由于压电陶瓷元件的自振动频率高，特别适合测量变化剧烈的载荷。图中压电传感器位于车刀前部的量变化剧烈的载荷。图中压电传感器位于车刀前部的下方，当进行切削加工时，切削力通过刀具传给压电下方，当进行切削加工时，切削力通过刀具传给压电传感器，压电传感器将切削力转换为电信号输出，记传感器，压电传感器将切削力转换为电信号输出，记录下电信号的变化可测得切削力的变化。录下电信号的变化可测得切削力的变化。6 6、压电式金属加工切削力测量传感器压电式金属加工切削力测量传感器压电式金属加工切削力测量传感器压电式金属加工切削力测量传感器6969第第7章章磁电式传感器磁电式传感器6969第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器6969 振动板的功用是接收雨滴冲击的能量，压电元件振动板的功用是接收雨滴冲击的能量，压电元件把从振动板传递来的变形传换成电压。当压电元件上把从振动板传递来的变形传换成电压。当压电元件上出现机械变形时，在两侧的电极上就会产生电压，所出现机械变形时，在两侧的电极上就会产生电压，所以，当雨滴落到振动板上时，压电元件产生电压大小以，当雨滴落到振动板上时，压电元件产生电压大小与加到振动板上的雨滴能量成正比，一般为与加到振动板上的雨滴能量成正比，一般为5mV5mV至至300mV300mV。放大电路将压电元件上产生的电压信号放大放大电路将压电元件上产生的电压信号放大后再输入到刮水器的放大器中，驱动刮水器工作。后再输入到刮水器的放大器中，驱动刮水器工作。7、雨滴传感器、雨滴传感器7070第第7章章磁电式传感器磁电式传感器7070第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器7070电子血压计通过在捆扎布内部安装的传感元件，电子血压计通过在捆扎布内部安装的传感元件，把血液流过血管中产生的音变换成电信号。血液的流把血液流过血管中产生的音变换成电信号。血液的流动与捆扎布的气压有关。输出电压随着血液流动的变动与捆扎布的气压有关。输出电压随着血液流动的变化而变化，从该值可知道血压值，也可以测量脉搏数，化而变化，从该值可知道血压值，也可以测量脉搏数，图（图（a）表示它的构造，（）表示它的构造，（b）表示其检测波形。）表示其检测波形。8、血压计传感器血压计传感器7171第第7章章磁电式传感器磁电式传感器7171第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器71716.6 6.6 引起压电式传感器测量误差的因素引起压电式传感器测量误差的因素 6.6.1 环境温度的影响环境温度的影响 主要表现在：主要表现在：1 温度引起传感器灵敏度变化温度引起传感器灵敏度变化 2 温度引起传感器零点漂移温度引起传感器零点漂移石英晶体石英晶体 石英晶体对温度并不敏感，在常温范围甚至温度高至石英晶体对温度并不敏感，在常温范围甚至温度高至200，石英的压电常数和介电常数几乎不变，在，石英的压电常数和介电常数几乎不变，在200400范围内变化也不大。范围内变化也不大。7272第第7章章磁电式传感器磁电式传感器7272第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器7272 为了提高压电陶瓷的温度稳定性和长时间温度稳定为了提高压电陶瓷的温度稳定性和长时间温度稳定性，一般应进行人工老化处理。性，一般应进行人工老化处理。人工老化处理的方法是，将压电陶瓷置于温度箱人工老化处理的方法是，将压电陶瓷置于温度箱内反复加温和降温，连续做一个星期，加温和降温的周内反复加温和降温，连续做一个星期，加温和降温的周期为二小时。期为二小时。压电陶瓷压电陶瓷 人工极化的压人工极化的压电陶瓷受温度的影响比石英电陶瓷受温度的影响比石英要大得多，压电常数和介电要大得多，压电常数和介电常数随温度变化的趋势大体常数随温度变化的趋势大体上如图上如图4-24所示。所示。7373第第7章章磁电式传感器磁电式传感器7373第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器7373 压电陶瓷经人工老化后处理后，虽然在正常使用压电陶瓷经人工老化后处理后，虽然在正常使用稳定环境中性能比较稳定，但在高温环境中使用时，压稳定环境中性能比较稳定，但在高温环境中使用时，压电常数和介电常数仍会发生变化。电常数和介电常数仍会发生变化。普通的压电式传感器的工作温度总是有限的，这主普通的压电式传感器的工作温度总是有限的，这主要是受压电材料、电子线路元件和电缆耐温限制。要是受压电材料、电子线路元件和电缆耐温限制。压电材料的体电阻率是随着温度的增加按指数规律压电材料的体电阻率是随着温度的增加按指数规律减小的。减小的。传感器的连接电缆也是一个至关重要的部件。普通传感器的连接电缆也是一个至关重要的部件。普通电缆是不能耐电缆是不能耐700以上高温的。目前，在传感器中大以上高温的。目前，在传感器中大多采用多采用 无机无机 绝缘电缆和含有无机绝缘材料的柔性电缆。绝缘电缆和含有无机绝缘材料的柔性电缆。7474第第7章章磁电式传感器磁电式传感器7474第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器74746.6.2 环境湿度的影响环境湿度的影响如果传感器长期在高湿环境下工作，传感器的绝缘如果传感器长期在高湿环境下工作，传感器的绝缘电阻（泄漏电阻）将会减小，以致使传感器的低频响电阻（泄漏电阻）将会减小，以致使传感器的低频响应变坏。应变坏。要选用绝缘性能良好的绝缘材料，如聚氯乙烯、聚要选用绝缘性能良好的绝缘材料，如聚氯乙烯、聚苯乙烯、陶瓷等。苯乙烯、陶瓷等。零件表面的光洁度要高。零件表面的光洁度要高。对一些长期在潮湿环境或水下工作的传感器，应采对一些长期在潮湿环境或水下工作的传感器，应采取防潮密封措施，在容易漏气或进水的输出引线接头取防潮密封措施，在容易漏气或进水的输出引线接头处用特殊材料加以密封。处用特殊材料加以密封。7575第第7章章磁电式传感器磁电式传感器7575第第7章章磁电式传感器磁电式传感器第4章 压电式传感器75756.6.3 电缆噪声电缆噪声 压电式传感器的信号电缆一般采用小型同轴导线，这压电式传感器的信号电缆一般采用小型同轴导线，这种电缆很柔软，具有良好的挠性。种电缆很柔软，具有良好的挠性。电缆噪声完全是由电缆自身产生的。普通的同轴电缆电缆噪声完全是由电缆自