压电式传感器振动实验ppt课件
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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,- 配套讲稿:
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