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第五章 压电式传感器,1,复习引入,1. 问：学过哪几种传统的传感器？其对应的敏感元件是哪些？答： 式传感器、 式传感器及 式传感器。,2,2.压电效应现象？,某些电介质（晶体，极化的陶瓷，高分子聚合物和负合材料等），当在它的适当方向施加作用力时，内部会产生电极化状态的变化，同时在电介质的两端表面出现符号相反、与外力成正比的束缚电荷。这种由外力作用而导致电介质带电的现象即为压电效应。,3,3.问：家里的燃气灶是如何实现点火的？,在燃气灶中，多片串联的压电材料受到敲击，产生很高的电压，通过尖端放电而点燃（电子打火机同理）。,4,甘肃敦煌“鸣沙山”,4. 敦煌的鸣沙丘上，当许多游客在沙丘上蹦跳或从鸣沙丘上往下滑时，可以听到雷鸣般的隆隆声,是什么原因呢 ？,内蒙古达拉特奇“响沙湾”,5,甘肃敦煌“鸣沙山”,内蒙古达拉特奇“响沙湾”,产生原因：无数干燥的沙子（SiO2晶体）在振动压力下，表面产生电荷，在某些时刻，恰好形成电压串联，产生很高的电压，并通过空气放电而发出声音。,6,7,玻璃破碎报警装置,将高分子压电测振薄膜粘贴在玻璃上，可以感受到玻璃破碎时会发出的振动，并将电压信号传送给集中报警系统。,粘贴位置,质量块,8,压电式传感器振动实验,9,实验任务,理解压电传感器的测量振动的原理和方法。,1、压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成。 2、工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上，由于压电效应，压电晶片上产生正比于运动加速度的表面电荷。,基本原理：,10,实验设备,振动源、信号源、直流稳压电源 压电传感器模块、移相检波低通模块,11,实验步骤,（1）校正示波器输出电压:打开示波器电源开关，将探头上的开关设定为1，并与通道1连接（图1）。将探头端部与CAL校正信号（5V,1KHZ）输出端连接器相连，基准导线与地线连接器相连，打开通道，然后按自动设置。检查所显示波形的形状（见图2、3、4）,12,实验步骤,（2）将压电传感器安装在振动梁的圆盘上。 （3）将实训台信号源的 “低频输出”接到振动源的“低频输入”端，并按下图接线。,图5 压电式传感器性能实验接线图,13,实验步骤,（4）将压电传感器的输出端接到压电传感器模块的输入端Ui1，Uo1接Ui2，Uo2接移相检波低通模块低通滤波器输入Ui，输出Uo接示波器，观察压电传感器的输出波形Uo。,14,实验步骤,（5）合上主控箱电源开关，调节低频振荡器的频率和幅度旋钮使振动台振动，观察示波器波形。 （6）改变低频振荡器的频率，观察输出波形变化。,15,结果分析,1、改变信号源信号频率，观察输出波形的变化。,2、用示波器的两个通道同时观察低通滤波器输入 端和输出端波形。,当振荡频率大约为10hz时，产生共振。,16,作业,1、完成实验报告。 2、影响压电传感器测量精度的因素？ 3、压电传感器存在于生活的每个角落,看下面的事例，说明这是实现什么测量的？还能说出压电式传感器在其他方面的应用吗？,17,高分子压电电缆,18,
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