02压电式传感器（课件）- 《传感器与检测技术》同步教学（铁道版·2018）

第2章 压电式传感器 压电式传感器是一种自发电式传感器。压电式传感器的工作原理是以某些物质的压电效应为基础的，在外力作用下，在电介质表面产生电荷，从而实现非电量电测的目的。压电效应是可逆的。因此，压电式传感器是一种典型的“双向传感器”。 2.1 工作原理 1.压电效应 某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个相对的表面上便产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电的状态；当作用力的方向改变时，电荷的极性也随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比，上述这种现象称为正压电效应。 当在电介质的极化方向上施加电场时，这些电介质会产生变形，外电场撤离，变形也随着消失，称为逆压电效应，也称为电致伸缩效应。 2.1 工作原理 1.压电效应 2.1 工作原理 2.压电材料 (1)石英晶体 2.1 工作原理 2.压电材料 (1)石英晶体 2.1 工作原理 2.压电材料 (2)压电陶瓷 (3)高分子压电材料 2.1 工作原理 3.压电元件的连接方式 2.1 工作原理 4.等效电路 2.2 测量电路 压电传感器的前置放大器有两个作用：一是把压电传感器的高输出阻抗变换成低阻抗输出：二是放大压电传感器输出的弱信号。 前置放大器有两种形式，一种是电压放大器；另一种是电荷放大器。 2.3 典型应用 1.压电式加速度传感器 2.3 典型应用 2.压电式压力传感器 3.压电薄膜传感器 $$