壓電傳感器-高分子材料課件

工業(yè)測(cè)控儀表自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院College

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Automation

and

Electrical

Engineerin壓電傳感器—高分子壓電材料授課教師：王軼卿壓電傳感器—高分子壓電材料高分子壓電材料原理及特性高分子材料壓電傳感器的測(cè)量電路高分子壓電材料的應(yīng)用前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀2特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)力動(dòng)態(tài)壓力定義：電荷量的變化1.壓電傳感器概述壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)自發(fā)電式傳感器不能測(cè)量靜態(tài)力典型的雙向傳感器電壓測(cè)量轉(zhuǎn)換電路3…2.壓電材料常用壓電元件材料：壓電晶體實(shí)驗(yàn)室基準(zhǔn)傳感器壓電陶瓷動(dòng)態(tài)力傳感器、振動(dòng)傳感器高分子壓電材料定性測(cè)量43.高分子壓電材料材料：

聚二氟乙烯（

PVF2

或PVDF）聚氟乙烯

（PVF）改性聚氯乙烯

（PVC）…壓電薄膜56高分子壓電材料特點(diǎn)7缺點(diǎn)：工作溫度一般低于100℃溫度升高時(shí)，靈敏度將降低

耐紫外線能力較差，不宜暴曬特點(diǎn)：

靈敏度比壓電晶體高十幾倍防水，不易破碎柔軟，可制成大面積、很長(zhǎng)或極微小的成品價(jià)格便宜頻率響應(yīng)范圍寬，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍達(dá)80dB4.壓電效應(yīng)—正壓電效應(yīng)施加外力去掉外力表面產(chǎn)生電荷表面產(chǎn)生電荷電荷消失電荷消失注意：電荷極性正壓電效應(yīng)：外力電荷高分子壓電薄膜+_

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+_8+_+_+_+_

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+_++_9高分子壓電材料的特性極化后，有壓電性質(zhì)沿X（Y）方向施加外力表面產(chǎn)生電荷外力的大小外力施加的方向d31-壓電常數(shù)q的大小q分布的平面和極性X10YZ極化方向逆壓電效應(yīng)：

電致伸縮效應(yīng)施加交變電場(chǎng)去掉交變電場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)消失5.壓電效應(yīng)—逆壓電效應(yīng)11高分子壓電薄膜制作的壓電喇叭（逆壓電效應(yīng)）1213壓電傳感器—高分子壓電材料高分子壓電材料原理及特性高分子材料壓電傳感器的測(cè)量電路高分子壓電材料的應(yīng)用前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀14上電極下電極極間電容 漏電阻壓電陶瓷晶片示意圖壓電元件符號(hào)等效電路高內(nèi)阻電荷源特點(diǎn)：高內(nèi)阻測(cè)量電路須具備兩個(gè)作用：高阻抗輸入低阻抗輸出輸入電荷輸出電壓測(cè)量電路15二、壓電傳感器的測(cè)量電路16壓電傳感器—高分子壓電材料高分子壓電材料原理及特性高分子材料壓電傳感器的測(cè)量電路高分子壓電材料的應(yīng)用前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀17三、高分子壓電材料的應(yīng)用高分子壓電電纜用于交通監(jiān)測(cè)玻璃破碎報(bào)警裝置壓電式周界報(bào)警系統(tǒng)其它應(yīng)用18應(yīng)用1 高分子壓電電纜用于交通監(jiān)測(cè)將高分子壓電電纜埋在公路上，可實(shí)現(xiàn)：闖紅燈拍照車速監(jiān)測(cè)

收費(fèi)站稱重停車區(qū)域監(jiān)控19高分子壓電電纜用于交通監(jiān)測(cè)演示將兩根高分子壓電電纜相距若干米，平行埋設(shè)于公路的路面下約5cm，可以測(cè)量：（1）車速 （2）汽車前后輪間軸距、軸數(shù) （3）汽車載重量tA1

tA2tB120tB2應(yīng)用2 玻璃破碎報(bào)警裝置玻璃破碎瞬間10~15KHz振動(dòng)高分子壓電薄膜振動(dòng)壓電薄膜表面產(chǎn)生電荷在玻璃上粘貼高分子壓電測(cè)振薄膜輸出引腳間產(chǎn)生電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路21玻璃破碎傳感器高分子壓電測(cè)振薄膜加工工藝：聚偏二氟乙烯（PVDF）薄膜尺寸：10×20

×0.2mm正反兩面各噴涂透明的二氧化錫導(dǎo)電電極超聲波焊接兩根柔軟的電極引線覆蓋保護(hù)膜性能參數(shù)：偵測(cè)范圍：半徑180cm警報(bào)時(shí)間：0.5~6S工作溫度：-20oC~+55oC重量：26g2223壓電式周界報(bào)警系統(tǒng)壓電電纜銅芯屏蔽層壓電材料24橡膠保護(hù)層原理高分子壓電材料的其它應(yīng)用脈搏計(jì)數(shù)探測(cè)振動(dòng)、沖擊、碰撞報(bào)警振動(dòng)加速度測(cè)量管道壓力波動(dòng)2526重點(diǎn)回顧原理壓電效應(yīng)特點(diǎn)動(dòng)態(tài)力，定性分析可逆27壓電陶瓷傳感器 定量測(cè)量對(duì)比學(xué)習(xí)壓電傳感器—高分子壓電材料高分子壓電材料原理及特性高分子材料壓電傳感器的測(cè)量電路高分子壓電材料的應(yīng)用前沿科技與網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀282929站在巨人肩上——前沿科技?jí)弘姼叻肿蛹{米纖維薄膜柔性力學(xué)傳感器聚偏二氟乙烯及偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物具有良好的力學(xué)性能、高靈敏度、生物相容性

有著傳統(tǒng)壓電材料不可比擬的柔軟、透氣等特性…壓電薄膜揚(yáng)聲器網(wǎng)絡(luò)拓展閱讀壓電薄膜傳感器在醫(yī)療行業(yè)生命特征監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用/1232.htm壓電式加速度傳感器/view/2124088.htm?fr=aladdi