磁電感應(yīng)式壓電式傳感器

1、第4章 電量型傳感器 電量型傳感器的輸出量是電量（電壓、電流、電荷） 壓電式 熱電式 磁電式 光電式 霍爾式 能量控制型能量轉(zhuǎn)換型，無需外加激勵 電磁感應(yīng)定律: 對于一匝數(shù)為N的線圈，當(dāng)穿過線圈的磁通發(fā)生變化時(shí)，其感應(yīng)電勢dtdNe 磁通變化率與磁場強(qiáng)度、磁路磁阻及線圈的運(yùn)動速度有關(guān)，若改變其中一個因素，將會改變感應(yīng)電勢。4.1 磁電感應(yīng)式傳感器磁阻式（變磁通式）磁電傳感器 磁阻式磁電傳感器線圈和磁鐵部分是靜止的，由運(yùn)動著的被測物體（導(dǎo)磁材料）改變磁路的磁阻，引起磁通量變化從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。一般用來測量轉(zhuǎn)速。變磁通式結(jié)構(gòu)的幾種應(yīng)用形式e的頻率=齒數(shù)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速=e的脈沖數(shù)動圈式動鐵式Kv

2、NvBlea恒定磁通式磁電傳感器線圈與磁鐵間存在相對運(yùn)動，可以構(gòu)成線速度傳感器。一、壓電效應(yīng) 正壓電效應(yīng): 某些物質(zhì)在沿一定方向受到壓力或拉力作用而發(fā)生形變時(shí)，其表面上會產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象就稱為。逆壓電效應(yīng)（電致伸縮效應(yīng)）： 在壓電材料的兩個電極面上，如果加以交流電壓，那么壓電片能產(chǎn)生機(jī)械振動，即壓電片在電極方向上有伸縮的現(xiàn)象。4.2 壓電式傳感器壓電材料v壓電晶體石英等，性能穩(wěn)定、溫度系數(shù)好，固有振動 頻率高、動態(tài)響應(yīng)好、機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性 能好、遲滯小、重復(fù)性好、線性范圍寬。但 壓電常數(shù)較小。v壓電陶瓷鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等，壓電常數(shù)較大，但穩(wěn) 定性較差。

3、在一般工業(yè)測量中得到廣泛應(yīng)用。v高分子壓電材料如聚偏二氟乙烯。壓電常數(shù)極大是壓 電陶瓷的10倍，頻率特性好、機(jī)械強(qiáng) 度高、易加工、價(jià)格便宜。具有壓電效應(yīng)的材料稱為壓電材料。二、壓電傳感器的等效電路 壓電晶體片相當(dāng)于一只平行板電容器，其電容量為dSCa（a）電壓源（b）電荷源泄露電阻 在壓電式傳感器中，壓電材料一般不用一片，常采用兩片（或兩片以上）黏結(jié)在一起。并聯(lián)CCUUQQ22串聯(lián)2/2CCUUQQ 輸出電荷大、本身電容大、 時(shí)間常數(shù)大，適宜測慢變 信號，以電荷為輸出量的地方 輸出電壓大、本身電容小，適宜以電壓為輸出信號，且測量電路輸入阻抗很高的地方三、應(yīng)用舉例：壓電式力傳感器鋼球鋼板A、B石

4、英片E1、E2并聯(lián)根據(jù)壓電效應(yīng)，在晶體片上積聚的電荷量與作用力成正比。DFQ D為壓電常數(shù)四、調(diào)理電路1.電荷放大器及其等效電路電荷放大器是一個高增益帶電容反饋的電壓放大器。sCRsCARAsUsIsAUsUCssUsURsUsUsIiiffiiOoifoi1)1 (1)()()()(1)()()()()(輸入導(dǎo)納根據(jù)電路理論：等效輸入電容Ci增大（1+A）倍；等效輸入電阻Ri增大1/（1+A）倍。故與Ri并聯(lián)的泄露電阻與Ci并聯(lián)的寄生電容均可不計(jì)。FCRFCRiiff5510,1,0 . 1,10則有若2.（壓電傳感器+引線+電荷放大器）測量系統(tǒng)等效電路Cc和Rc為引線電纜的寄生電容和泄露電阻。QCCRjCCRjCCUCQUCCRjCRjUUaeeaeeaeiaaaeeaeai)(1)(1/)(1iicgeiiceRRRRRCCCC/;ffaiaeoffaeiaeeaeeaeeaeoioCQQCAAQCCAQCCAuCRCCRCCRQCCRjCCRjCCAuAuu)1 (, 1)()()(1)(,又ffaiaeoCQQCAAQCCAQCCAu)1