压电式传感器 - Charles-Charmless/Charles-Charmless.github.io GitHub Wiki

压电效应：

某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使其变形时，内部就会发生极化现象，同时在他的两个表面就会产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电的状态。

  • 正压电效应：机械能转换成电能
  • 逆压电效应：电能转换为机械(电致伸缩效应)

压电材料：压电晶体，压电陶瓷

压电材料的性能指标：

  • 谐振频率
  • 反谐振频率
  • 谐振阻抗和反谐振阻抗
  • 压电常数
  • 弹性常数
  • 介电常数
  • 绝缘电阻
  • 居里温度点

压电材料

  • 石英晶体

    • 光轴：纵向轴Z称为光轴

    • 电轴：经过六面体棱线并垂直于光轴的X称为电轴

    • 机械轴：与X和Z同时垂直的轴Y称为机械轴

    • 纵向压电效应：沿着电轴X方向的力作用下产生电荷的压电效应

    • 横向压电效应：沿机械轴Y方向的力产生电荷的压电效应

    • 沿着光轴Z方向的力作用时，不产生压电效应

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  • 压电陶瓷

压电式传感器

当有力作用在压电材料上时，传感器就有电荷（或电压）输出

由于外力作用而在压电材料上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，即需要测量电路回路具有无限大的输入阻抗实际上是不可能的，因此压电传感器不适用于静态测量。

压电式传感器的并联：输出电压等于单片电压，总电容等于单片电容的两倍，输出点恶化式单片电荷的两倍

**压电式传感器的串联：**输出电荷等于单片上的电荷，输出电压为单片电压的两倍，总电容是单片电容的一半

压电器件的变形方式

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预载：消除低压力使用中的非线性，还可以消除传感器内外接触表面的间隙，提高刚度。特别的，只有在加预载之后才能用压电传感器测量拉力和拉，，压交变力及剪力和扭矩

等效电路

  • 串联一个电容的电压源
  • 并联一个电容的电流源

==压电式传感器的测量电路==

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