傳感器技術(shù)及應(yīng)用--項(xiàng)目三

1、傳感器技術(shù)及應(yīng)用傳感器技術(shù)及應(yīng)用 盛奮華 陳新娟 主編項(xiàng)目三 力學(xué)量傳感器的應(yīng)用知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解彈性敏感元件的作用和特性；2.熟悉電阻應(yīng)變片的主要特性、結(jié)構(gòu)、類型等；熟悉壓電材料的特性；3.掌握壓力的基本概念；掌握應(yīng)變效應(yīng)、壓電效應(yīng)的概念；4.理解應(yīng)變效應(yīng)、壓電效應(yīng)的原理；5.能夠分析利用電阻應(yīng)變片構(gòu)成的電橋電路工作原理；6.能夠分析壓電傳感器組成的檢測(cè)系統(tǒng)工作原理。技能目標(biāo)技能目標(biāo)1.能夠選擇合適的元器件制作電子秤并完成其電路調(diào)試。2.能夠選擇合適的元器件制作振動(dòng)式防盜報(bào)警器并完成其電路調(diào)試。任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 一、初識(shí)力傳感器 力傳感器是將力的量值轉(zhuǎn)換為相關(guān)電信號(hào)的器件。力

2、是引起物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的直接原因。力傳感器能檢測(cè)張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變等力學(xué)量。力敏傳感器品種規(guī)格繁多，可以按不同的方法進(jìn)行分類。 按被測(cè)量分有力傳感器（荷重傳感器、拉力傳感器等 ），壓力傳感器（表壓傳感器、密封壓力傳感器 等），差壓傳感器，液位傳感器。 按工作原理分有應(yīng)變式力敏傳感器，壓阻式力敏傳感器，壓電式力敏傳感器，電容式力敏傳感器，電感式力敏傳感器。 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 應(yīng)用最為廣泛的是電阻應(yīng)變式傳感器，它是通過彈性敏感元件將外部的應(yīng)變力轉(zhuǎn)換成應(yīng)變，再根據(jù)電阻應(yīng)變效應(yīng)，由電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻值的微小變換，通過測(cè)量電路轉(zhuǎn)換成電量輸出，

3、其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示： 圖3-1 電阻應(yīng)變式傳感器工作原理 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】U或IF彈 性敏 感元件電 阻應(yīng) 變片測(cè) 量電路任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 二、彈性敏感元件（一）彈性敏感元件的弾性特性作用在彈性敏感元件上的外力與由該外力所引起的相應(yīng)變形（應(yīng)變、位移或轉(zhuǎn)角）之間的關(guān)系稱為彈性元件的彈性特性。1.剛度 剛度是彈性敏感元件在外力作用下抵抗變形的能力。一般用K表示。 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】dxdFK 圖3-3 彈性敏感元件的剛度任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試2.靈敏度靈敏度就是彈性敏感元件在單位力作用下產(chǎn)生變形的大小。它是剛度的倒數(shù)

4、。用S表示， 。3.彈性滯后 實(shí)際的彈性元件在加、卸載的正、反行程中變形曲線是不重合的，這種現(xiàn)象稱為彈性滯后現(xiàn)象?！局R(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】dFdxKS1圖3-4 彈性敏感元件的彈性滯后任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 4.彈性后效 彈性敏感元件所加載荷改變后，不是立即完成相應(yīng)的變形，而是在一定時(shí)間間隔中逐漸完成變形的現(xiàn)象稱為彈性后效現(xiàn)象。 5.固有振動(dòng)頻率 彈性敏感元件的動(dòng)態(tài)特性與它的固有振動(dòng)頻率fo有很大的關(guān)系，固有振動(dòng)頻率通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。傳感器的工作頻率應(yīng)避開彈性敏感元件的固有振動(dòng)頻率。 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】圖3-5 彈性敏感元件的彈性后效任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 （二）彈性敏感元件的基本

5、要求1.具有良好的機(jī)械特性（強(qiáng)度高、抗沖擊、韌性好、疲勞強(qiáng)度高等）和良好的機(jī)械加工及熱處理性能；2.良好的彈性特性（彈性極限高、彈性滯后和彈性后效小等）；3.彈性模量的溫度系數(shù)小且穩(wěn)定，材料的線膨脹系數(shù)小且穩(wěn)定；4.抗氧化性和抗腐蝕性等化學(xué)性能良好。 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 （三）彈性敏感元件的類型根據(jù)彈性元件輸入量的不同，可以分為兩類。1.變換力的彈性敏感元件所謂變換力的彈性敏感元件是指輸入量為力F，輸出量為應(yīng)變或位移的彈性敏感元件。常用的變換力的彈性敏感元件有實(shí)心軸、空心軸、等截面圓環(huán)、變截面圓環(huán)、懸臂梁、扭轉(zhuǎn)軸等2.變換壓力彈性元件所謂變換壓力彈性元件是指把壓

6、力變換成應(yīng)變或位移的彈性敏感元件。常用的有彈簧管、波紋管、 等截面薄板波紋膜片和膜盒、薄壁圓筒和薄壁半球等。 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 三、電阻應(yīng)變式傳感器（一）應(yīng)變效應(yīng)與應(yīng)變片電阻應(yīng)變片是能將被測(cè)試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件。它是基于電阻應(yīng)變微視頻 應(yīng)變效應(yīng)效應(yīng)而制成的。1.電阻應(yīng)變效應(yīng)（1）應(yīng)變片工作原理 導(dǎo)體、半導(dǎo)體材料在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變，導(dǎo)致其電阻值發(fā)生變化的物理現(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明，電阻絲及應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化量與材料力學(xué)中的軸向應(yīng)變的關(guān)系在很大范圍內(nèi)是線性的，即 ： 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】lllluKxRRxK/21任務(wù)一 電子

7、秤的制作與調(diào)試 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】x任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】（3 3）應(yīng)變片用于測(cè)量力）應(yīng)變片用于測(cè)量力F的計(jì)算公式材料力學(xué)中，的計(jì)算公式材料力學(xué)中， =F =F / /（AEAE） A為應(yīng)變片的橫截面積，為應(yīng)變片的橫截面積，E為彈性模量，均已知，為彈性模量，均已知，則則R /RR /R可表示為：可表示為：只要設(shè)法測(cè)出只要設(shè)法測(cè)出R /RR /R的數(shù)值，即可獲知力的的數(shù)值，即可獲知力的大小。大小。任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 2.電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)和類型（1）應(yīng)變片基本結(jié)構(gòu) 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】 圖圖3-6 3-6 電阻絲式應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)電阻絲式應(yīng)變片的基本

8、結(jié)構(gòu)11基底基底 2 2敏感柵敏感柵 3 3引線引線 4 4覆蓋層覆蓋層任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試（2）應(yīng)變片的類型 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】種類外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使用環(huán)境絲式 將金屬絲按一定形狀彎曲后用粘合劑粘在襯底上，再用覆蓋層保護(hù)，形成應(yīng)變片。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低，強(qiáng)度高，電阻阻值較小，一般為120360允許通過的電流較小，測(cè)量精度較低。 適用于測(cè)量要求不高的場(chǎng)合箔式 將厚度在0.0030.01mm的箔材通過光刻、腐蝕等工藝制成敏感柵，形成應(yīng)變片。 與絲式應(yīng)變片相比面積大，散熱性好，允許通過較大的電流。靈敏度較高。 可以根據(jù)需要制成任意形狀，適合批量生產(chǎn)薄膜式 采用真空蒸鍍的方法，在薄的絕緣基底

9、材料上制成一層金屬薄膜，通過光刻、腐蝕等工藝形成應(yīng)變片。靈敏度較高，電阻阻值較大，一般為11.8k，允許通過的電流較大，工作溫度范圍較廣，測(cè)量精度高。電阻絲長(zhǎng)度可以較長(zhǎng)，應(yīng)變電阻較大，適合批量生產(chǎn)。任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試3.應(yīng)變片的粘貼技術(shù)應(yīng)變片的粘貼是傳感器制作的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)變片的粘貼質(zhì)量直接影響數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。為制作符合產(chǎn)品質(zhì)量要求的傳感器，規(guī)定應(yīng)變片粘貼的方法和步驟如下： （1）應(yīng)變片粘貼前的準(zhǔn)備工作。 a.應(yīng)保證所粘貼的平面光滑、無(wú)劃傷，面積應(yīng)大于應(yīng)變片的面積。 b.應(yīng)變片應(yīng)平整、無(wú)折痕，不能用手和不干凈的物體接觸應(yīng)變片的底面。 c.粘貼所使用物品有：試件、電阻應(yīng)變片、數(shù)字萬(wàn)用表

10、、臺(tái)鉗、鑷子、專用夾具、熱風(fēng)機(jī)、烙鐵、焊錫絲、棉簽、應(yīng)變計(jì)粘貼劑、丙酮、無(wú)水酒精、704硅膠。 d.將臺(tái)鉗固定到桌子上，把試件用臺(tái)鉗加緊。 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試（2）粘貼步驟a.試件的表面處理 b.應(yīng)變片的粘貼 c.應(yīng)變片的干燥 d.導(dǎo)線的焊接和固定 e.應(yīng)變片的防潮處理 （3）應(yīng)變片的質(zhì)量檢驗(yàn)a.用目測(cè)或放大鏡檢查應(yīng)變片是否粘牢固，有無(wú)氣泡、翹起等現(xiàn)象。b.用萬(wàn)用表檢查電阻值，阻值應(yīng)和應(yīng)變片的標(biāo)稱阻值相差不大于1。 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試（二）測(cè)量轉(zhuǎn)換電路1.測(cè)量轉(zhuǎn)換電路直流電橋電路的4個(gè)橋臂是由R1、R2、R3、R4組成，其中a、

11、c兩端接直流電壓Ui，而b、d兩端為輸出端，其輸出電壓為Uo。【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】圖3-7 直流電橋電路原理圖i432142310U)(RRRRRRRRU任務(wù)一 電子秤的制作與調(diào)試 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試（1）單臂電橋電橋電路中只有一個(gè)應(yīng)變片接入，工作時(shí)，其余3個(gè)橋臂電阻的阻值沒有變化，如圖3-8（a）所示。當(dāng)R1 R1 時(shí)，設(shè)R1R2R3R4=R，R1R ，電橋的輸出電壓為此時(shí)靈敏度為： 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】RRUUiO44iUK 任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試（2）雙臂電橋（半橋）電橋電路中相鄰橋臂接入兩個(gè)應(yīng)變片，工作時(shí)一個(gè)受拉，一個(gè)受壓，如圖3-8（b

12、）所示。R1、 R2為應(yīng)變片，若R1R2R3R4=R，R1 R2 =R ，電橋的輸出電壓為：此時(shí)靈敏度為： 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】2iUK RRUUiO2任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試（3）四臂電橋（全橋）將電橋4臂都接入應(yīng)變片，2個(gè)受拉，2個(gè)受壓，將2個(gè)應(yīng)變符號(hào)相同的接入相對(duì)橋臂上，構(gòu)成全橋差動(dòng)電路，電橋的4個(gè)橋臂的電阻值都發(fā)生了變化，如圖3-8（c）電橋的輸出電壓為：此時(shí)靈敏度為： 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】RRUUiOiUK 任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試2.電橋的線路補(bǔ)償（1）零點(diǎn)補(bǔ)償 【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】圖3-9 零點(diǎn)補(bǔ)償電路任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試（2）溫度補(bǔ)償電阻應(yīng)變片產(chǎn)生溫

13、度誤差的 原因：當(dāng)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度變化時(shí)，由于敏感柵溫度系數(shù)及柵絲與試件膨脹系數(shù)的差異性給測(cè)量帶來附加誤差。電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法：通常有線路補(bǔ)償法和應(yīng)變片自補(bǔ)償兩大類。 1）當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，橋臂上的應(yīng)變片溫度同時(shí)升高，溫度引起的電阻值漂移數(shù)值一致，可以相互抵消，所以全橋的溫漂較??；半橋也同樣能克服溫漂。 2）應(yīng)變片的自補(bǔ)償法是利用自身具有溫度補(bǔ)償作用的應(yīng)變片?！局R(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試四、電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用1.稱重傳感器常見的電阻應(yīng)變式稱重傳感器有懸梁臂電阻應(yīng)變式稱重傳感器、S型電阻應(yīng)變式稱重傳感器、輪輻式稱重傳感器、柱式稱重傳感器，其應(yīng)用場(chǎng)合及特點(diǎn)如表3-

14、2所示?！局R(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試2.壓力傳感器【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試3.加速度傳感器【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】圖3-11 應(yīng)變式加速度傳感器1-質(zhì)量塊 2-應(yīng)變梁 3-硅油阻尼液 4-應(yīng)變片 5-溫度補(bǔ)償電阻6-絕緣套管 7-接線柱 8-電纜 9-壓線板 10-殼體11-保護(hù)塊 任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試 1.數(shù)顯電子秤工作原理【任務(wù)實(shí)施】【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試 2.元器件清單【任務(wù)實(shí)施】【任務(wù)實(shí)施】序號(hào)元件名稱元件標(biāo)識(shí)元件型號(hào)與參數(shù)元件數(shù)量1電阻R11M12電阻R2

15、47K13電阻R3100K14電阻R45.1k15電容C1，C210426電容C347417電容C422418電容C510319電阻器RP1202110數(shù)碼管DS1，2，35611BS311集成芯片U1ICL71071任務(wù)一 光控開關(guān)的制作與調(diào)試 【任務(wù)評(píng)價(jià)】【任務(wù)評(píng)價(jià)】考核項(xiàng)目考核內(nèi)容及要求分值 學(xué)生自評(píng)小組評(píng)分教師評(píng)分項(xiàng)目資訊掌握情況1）能正確識(shí)別應(yīng)變片、液晶、集成運(yùn)放、二極管、三極管、電阻器及電容器等電子元件2）能分析、選擇、正確使用上述元器件3）能分析電子秤工作原理25電路制作1）能詳細(xì)列出元件、工具、耗材及使用儀器儀表清單2）能制定詳細(xì)的實(shí)施流程與安裝調(diào)試步驟3）電路板設(shè)計(jì)制作合理，

16、元件布局合理，焊接規(guī)范4）能正確使用儀器儀表25電路調(diào)試1）能對(duì)電子秤進(jìn)行調(diào)零、校準(zhǔn)等調(diào)試2）能正確判斷電路故障原因并及時(shí)排除故障15項(xiàng)目報(bào)告書完成情況1）語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確、邏輯性強(qiáng)2）格式標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容充實(shí)、完整3）有詳細(xì)的項(xiàng)目分析、制作調(diào)試過程及數(shù)據(jù)記錄15職業(yè)素養(yǎng)1）學(xué)習(xí)、工作積極主動(dòng)、遵時(shí)守紀(jì)2）團(tuán)結(jié)協(xié)作精神好3）踏實(shí)勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)10安全文明生產(chǎn)1）嚴(yán)格遵守實(shí)習(xí)生產(chǎn)操作規(guī)程2）安全生產(chǎn)無(wú)事故10總分任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試 一、壓電效應(yīng) 某些電介質(zhì)物質(zhì)沿一定方向受外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸會(huì)發(fā)生變化，而且內(nèi)部會(huì)被極化，表面產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正

17、壓電效應(yīng)。相反, 當(dāng)在電介質(zhì)極化方向施加電場(chǎng), 這些電介質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生機(jī)械形變或機(jī)械應(yīng)力, 這種現(xiàn)象微視頻 壓電效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng)（電致伸縮效應(yīng)）?！局R(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】壓 電 元 件機(jī) 械 量電 量圖3-13 壓電效應(yīng)的可逆性任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試二、壓電材料具有壓電效應(yīng)的物質(zhì)有很多，比如石英晶體、壓電陶瓷、高分子壓電材料等。1.石英晶體【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】圖3-14石英晶體(a) 晶體外形； (b) 切割方向； (c) 晶片zxyoxzyobzoxacy(a)(b)(c)任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】圖3-15石英晶體的壓電效應(yīng)(a)不受力時(shí)；

18、 (b) x軸方向受力； (c) y軸方向受力yxP1P2P3(a) (b)(c)xyAFxP1P2P3oFxBxAFyyCBDP1P2P3ooFy任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】當(dāng)沿電軸方向加作用力Fx時(shí)，則在與電軸垂直的平面上產(chǎn)生電荷：作用力是沿著機(jī)械軸方向電荷仍在與X軸垂直的平面：xxFdQ11yyxFbadFbadQ1112任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】石英晶體壓電效應(yīng)的具有以下特點(diǎn)：無(wú)論是正或逆壓電效應(yīng)，其作用力（或應(yīng)變）與電荷（或電場(chǎng)強(qiáng)度）之間呈線性關(guān)系；晶體在哪個(gè)方向上有正壓電效應(yīng)，則在此方向上一定存在逆壓電效應(yīng)；石英晶體

19、不是在任何方向都存在壓電效應(yīng)的。 任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】2.壓電陶瓷（1）壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)圖3-16 壓電陶瓷的極化圖3-17 極化后的壓電陶瓷任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】（2）壓電陶瓷的壓電效應(yīng)壓電陶瓷片上加上一個(gè)與極化反向平行的外力，陶瓷片將產(chǎn)生壓縮變形，原來吸附在極板上的自由電荷，一部分被釋放而出現(xiàn)放電現(xiàn)象。當(dāng)壓力撤消后，陶瓷片恢復(fù)原狀，片內(nèi)的正、負(fù)電荷之間的距離變大，極化強(qiáng)度也變大，因此電極上又吸附部分自由電荷而出現(xiàn)充電現(xiàn)象。放電電荷的多少與外力的大小成比例關(guān)系。FdQzz任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備

20、】【知識(shí)儲(chǔ)備】3.壓電材料的特性轉(zhuǎn)換性能。要求具有較大壓電常數(shù)。機(jī)械性能。壓電元件作為受力元件，希望它的機(jī)械強(qiáng)度高、剛度大，以期獲得寬的線性范圍和高的固有振動(dòng)頻率。 電性能。希望具有高電阻率和大介電常數(shù)，以減弱外部分布電容的影響并獲得良好的低頻特性。 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。溫度和濕度穩(wěn)定性要好，要求具有較高的居里點(diǎn)，獲得較寬的工作溫度范圍。 時(shí)間穩(wěn)定性。要求壓電性能不隨時(shí)間變化。 任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】三、壓電式傳感器測(cè)量電路1.壓電式傳感器的等效電路任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】三、壓電式傳感器測(cè)量電路1.壓電式傳感器的等效電路任務(wù)

21、二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】2.壓電式傳感器測(cè)量電路（1）電壓放大器任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】等效電阻 ， ，等效電容為C=Cc+Ci，壓電元件所受作用力 ， （Fm：作用力的幅值）， ，則其電壓為 而由此可得放大器輸入端電壓Ui, 其復(fù)數(shù)形式為 放大器輸入端電壓的幅值為Uim： 當(dāng)作用力是靜態(tài)力（=0） 時(shí)，前置放大器的輸入電壓為零。原理上決定了壓電式傳感器不能測(cè)量靜態(tài)物理量。 iaiaRRRRRtFFmsin.aaCqUtUtCdFUmamasinsin)(1aiCCRjRjdFU)(122icamimCCCRRdFU任務(wù)二 振

22、動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】（2）電荷放大器任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】（2）電荷放大器ffieaoCqCACCCAqU)1 (圖3-21電荷放大器原理電荷放大器的輸出電壓僅與輸入電荷和反饋電容有關(guān)。只要保持反饋電容的數(shù)值不變，就可得到與電荷量q變化成線形關(guān)系的輸出電壓。任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】四、壓電傳感器的應(yīng)用1.壓電式雨刮器3-22 間歇式柔性雨刮器系統(tǒng)2.壓電點(diǎn)火裝置任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】四、壓電傳感器的應(yīng)用2.壓電點(diǎn)火裝置圖3-23 壓電式煤氣點(diǎn)火裝置任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【知識(shí)儲(chǔ)備】【知識(shí)儲(chǔ)備】四、壓電傳感器的應(yīng)用3.車輛行駛稱重系統(tǒng)圖3-24 車輛行駛稱重系統(tǒng)任務(wù)二 振動(dòng)式防盜報(bào)警器的制作與調(diào)試【任務(wù)實(shí)施】【任務(wù)實(shí)施】 1.振動(dòng)式防盜報(bào)警器