3.5 压电式传感器（同步练习）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版—第2版）

任务3.5 压电式传感器 同步练习 一、填空题：（请将正确答案填写在横线上） 1、某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用产生变形时，内部会产生 ，同时在其表面产生电荷。当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。 2、在电介质的极化方向上施加交变电场，它会产生机械变形，当去掉外加电场时电介质变形随之消失，这种现象称为逆压电效应或叫做 。 3、在自然界中，大多数晶体都具有压电效应，但多数晶体的压电效应过于微弱。具有实用价值的压电材料基本上可分为三大类： 。 4、在沿着电轴x 方向力的作用下，产生电荷的现象称为纵向压电效应；而把沿机械轴y 方向 力的作用下产生电荷的现象称为 。 5、在无外电场作用时，各个电畴在晶体中杂乱分布，它们的极化效应相互抵消，所以原始的压电陶瓷呈中性，不具 。 二、简答题： 1、简述压电材料的主要特性指标。 2、简述 压电元件的等效电路。 3、简述测量转换电路的内容。 4、简述压电元件常用的结构形式。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 任务3.5 压电式传感器 同步练习答案及解析 一、填空题：（请将正确答案填写在横线上） 1、某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用产生变形时，内部会产生 ，同时在其 表面产生电荷。当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。 【答案】极化现象 2、在电介质的极化方向上施加交变电场，它会产生机械变形，当去掉外加电场时电介质变形随之消失，这种现象称为逆压电效应或叫做 。 【答案】电致伸缩效应 3、在自然界中，大多数晶体都具有压电效应，但多数晶体的压电效应过于微弱。具有实用价值的压电材料基本上可分为三大类： 。 【答案】压电晶体、压电陶瓷和有机压电材料 4、在沿着电轴x 方向力的作用下，产生电荷的现象称为纵向压电效应；而把沿机械轴y 方向 力的作用下产生电荷的现象称为 。 【答案】横向压电效应 5、在无外电场作用时，各个电畴在晶体中杂乱分布，它们的极化效应相互抵消，所以原始的压电陶瓷呈中性，不具 。 【答案】压电性质 二、简答题： 1、简述压电材料的主要特性指标。 【答案】(1)压电系数d 它表示压电材料产生电荷与作用力的关系， 一般为单位作用力下产生电 荷的多少，单位为C/N (库/牛)。 ( 2 ) 刚 度 H 压电材料的刚度是决定其固有频率的重要参数。 (3)介电常数ε 这是决定压电晶体固有电容的主要参数，而固有电容影响传感器工作频 率的下限值。 ( 4 ) 电 阻 R 它是压电晶体的内阻，它的大小决定其泄漏电流。 (5)居里点 压电效应消失的温度转变点。 2、简述 压电元件的等效电路。 【答案】压电元件在承受沿其敏感轴方向的外力作用时产生电荷，它相当于一个电荷发生器，当压 电元件表面聚集电荷时，它又相当于一个以压电材料为介质的电容器；因此，可以把压电元件等效为一个电荷源与一个电容相并联的电荷等效电路 3、简述测量转换电路的内容。 【答案】压电式传感器的输出信号非常微弱， 一般需要将电信号放大后才能检测出来。但因传感器 的内阻抗较高，因此它需要与高输入阻抗的前置放大器配合，然后再采用一般的放大、检波、 显示、记录电路。根据压电式传感器的工作原理及等效电路，它的输出可以是电荷信号，也可 以是电压信号，因此与之相配的前置放大器也有电荷前置放大器和电压前置放大器两种形式。 由于电压前置放大器中的输出电压与电缆电容有关，故目前采用电荷前置放大器。 4、简述压电元件常用的结构形式。 【答案】在压电式传感器中，为提高灵敏度，压电片通常是两片(或两片以上)粘结在一起。由 于压电片上的电荷是有限的，因此有串联和并联两种接法。 一般常用的是并联接法 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$