模塊3-速度與加速度檢測(cè)

模塊3速度與加速度檢測(cè)主要內(nèi)容：?jiǎn)卧?霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元2超聲波速度檢測(cè)單元3壓電式加速度檢測(cè)速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的程度。速度檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、印刷、輕工、紡織、電力、醫(yī)藥、食品加工、交通、氣象等行業(yè)，實(shí)際速度檢測(cè)包括轉(zhuǎn)速、振動(dòng)速度及線速度測(cè)量，如交通領(lǐng)域的車(chē)輛速度檢測(cè)，控制系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)、軸等轉(zhuǎn)速測(cè)量，振動(dòng)測(cè)試中振動(dòng)線速度測(cè)量，氣象預(yù)報(bào)中的風(fēng)速測(cè)量等。加速度是反映物體速度改變快慢的物理量，為速度相對(duì)時(shí)間的變化率。加速度檢測(cè)則應(yīng)用于沖擊和振動(dòng)測(cè)試，或用于測(cè)量物體的加速度，如飛機(jī)和輪船在行駛中，提供有關(guān)它們位置、速度和運(yùn)行位移，制動(dòng)、加速情況等信息，以及汽車(chē)安全氣囊系統(tǒng)的防碰撞檢測(cè)，智能手機(jī)、平板電腦、體感游戲輸入設(shè)備的傾斜、搖晃檢測(cè)等。模塊3速度與加速度檢測(cè)

【引導(dǎo)語(yǔ)】

1．速度的基本概念速度有線速度與轉(zhuǎn)速之分。線速度定義為單位時(shí)間內(nèi)的位移線，單位為m/s，而轉(zhuǎn)速則一般表示為單位轉(zhuǎn)過(guò)的角度，記為rad/s。工程中常用每分鐘旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)表示，即r/min。常用的轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器有光電傳感器、霍爾傳感器、磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、變磁阻式、測(cè)速發(fā)電機(jī)等。線速度測(cè)量：流水線或傳送帶的線速度，軌道車(chē)輛時(shí)速的地面監(jiān)測(cè)，子彈飛行過(guò)程的速度監(jiān)測(cè)等。流水線或傳送帶的直線運(yùn)動(dòng)，其實(shí)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的直線運(yùn)動(dòng)，可通過(guò)監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)速度，儀器內(nèi)部再乘以一個(gè)系數(shù)就可以直讀線速度；有些線速度需要按照線速度的物理定義，監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)兩點(diǎn)的距離和時(shí)間，通過(guò)運(yùn)算獲得?！颈尘爸R(shí)】模塊3速度與加速度檢測(cè)

【背景知識(shí)】

部分轉(zhuǎn)速傳感器性能比較模塊3速度與加速度檢測(cè)

2．加速度的基本概念加速度的單位是m/s2，有時(shí)采用重力加速度g來(lái)表達(dá)。g的大小因測(cè)量位置不同會(huì)有微小變化，但普遍被接收的g值是9.80665m/s2，通常簡(jiǎn)化為9.81m/s2。加速度傳感器有多種形式，其工作原理都是利用慣性質(zhì)量受加速度所產(chǎn)生的慣性力而造成的各種效應(yīng)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成電量后間接獲得加速度的。常用的加速度傳感器有電阻應(yīng)變式、壓電式、磁致伸縮式、電容式等。模塊3速度與加速度檢測(cè)

【背景知識(shí)】

2．加速度的基本概念模塊3速度與加速度檢測(cè)

【背景知識(shí)】

部分加速度傳感器性能比較速度、加速度傳感器的應(yīng)用模塊3速度與加速度檢測(cè)

【背景知識(shí)】

風(fēng)速儀電子產(chǎn)品內(nèi)置加速度傳感器演示視頻加速度傳感器震動(dòng)報(bào)警演示速度、加速度傳感器的應(yīng)用模塊3速度與加速度檢測(cè)

【背景知識(shí)】

脈沖錘——振動(dòng)測(cè)試及故障診斷中廣泛使用的激振器之一，內(nèi)置加速度傳感器以獲取激振力、加速度等信息。阻抗頭——加速度與力的復(fù)合型傳感器，在機(jī)械阻抗性能測(cè)試中用以獲取接線的速度、加速度阻抗等性能參數(shù)。在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，如果車(chē)輪抱死滑移，車(chē)輪與路面間的側(cè)向附著力將完全消失。如果只是前輪(轉(zhuǎn)向輪)制動(dòng)到抱死滑移而后輪還在滾動(dòng)，汽車(chē)將失去轉(zhuǎn)向能力。如果只是后輪制動(dòng)到抱死滑移而前輪還在滾動(dòng)，即使受到不大的側(cè)向干擾力，汽車(chē)也將產(chǎn)生側(cè)滑(甩尾)現(xiàn)象。這些都極易造成嚴(yán)重的交通事故。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(AntilockBrakeSystem，ABS)，即在普通制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝車(chē)輪速度傳感器、ABS電控單元、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置及制動(dòng)控制電路等，通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速判斷抱死是否發(fā)生，并通過(guò)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)左右輪制動(dòng)力，從而增加輪胎與路面的附著能力，減輕或消除抱死現(xiàn)象。

單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【問(wèn)題引入】

1．霍爾傳感器的工作原理半導(dǎo)體在外加磁場(chǎng)作用下，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，運(yùn)動(dòng)電子受洛淪磁力的作用而偏移，在兩側(cè)形成電荷積累，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)UH。

單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

霍爾電壓UH為：

e——電子電量KH——霍爾元件靈敏度式中n——載流子數(shù)濃度KH＝1/ned霍爾效應(yīng)1．霍爾傳感器的工作原理單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

霍爾效應(yīng)2．霍爾式傳感器的基本測(cè)量電路霍爾元件的基本電路如圖所示。控制電流由電源E供給，RP為調(diào)節(jié)電阻，調(diào)節(jié)控制電流的大小。在磁場(chǎng)與控制電流的作用下，負(fù)載上就有電壓輸出。在實(shí)際使用時(shí)，I或B或兩者同時(shí)作為信號(hào)輸入，而輸出信號(hào)則正比于I或B或兩者乘積。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

結(jié)構(gòu)示意實(shí)物圖霍爾元件的基本電路3．霍爾式傳感器的轉(zhuǎn)速檢測(cè)（1）霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器是小型封閉式傳感器，它的檢測(cè)對(duì)象為磁性材料或?qū)Т挪牧?，如磁鋼、鐵和電工鋼等。當(dāng)被測(cè)體上帶有凸起（或凹陷）的磁性或?qū)Т挪牧?，隨著被測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器輸出與旋轉(zhuǎn)頻率相關(guān)的脈沖信號(hào)，經(jīng)計(jì)算可獲得轉(zhuǎn)速。

單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【問(wèn)題分析】（2）霍爾式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

霍爾傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量示意圖1-輸入軸；2-轉(zhuǎn)盤(pán)；3-小磁鐵；4-霍爾傳感器

式中：z—齒盤(pán)每圈齒數(shù)；f—頻率（Hz）（2）霍爾式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

霍爾轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)1．霍爾元件的材料及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)根據(jù)霍爾效應(yīng)原理做成的器件叫做霍爾元件，霍爾元件一般采用具有N型的鍺、銻化銦和砷化銦等半導(dǎo)體單晶材料制成

單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】材料輸出特性溫度情況銻化銦輸出大溫度影響大鍺元件輸出小溫度性能和線性度較好砷化銦輸出較大溫度的影響較小，線性度較好砷化銦為霍爾元件的材料得到普遍應(yīng)用

（a）霍爾元件結(jié)構(gòu)示意圖b）圖形符號(hào)（c）外形2．霍爾元件的參數(shù)

單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

（1）輸入電阻Ri；（2）輸出電阻R0；（3）最大激勵(lì)電流IM；（4）靈敏度KH；（5）最大磁感應(yīng)強(qiáng)度BM；（6）不等位電勢(shì)；（7）霍爾電勢(shì)溫度系數(shù)3．集成霍爾元件集成霍爾元件可分為線性型和開(kāi)關(guān)型兩大類(lèi)，前者是將霍爾元件和恒流源、線性放大器等做在一個(gè)芯片上，輸出電壓較高，使用非常方便。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

3．集成霍爾元件單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

線性型集成霍爾元件輸出特性3．集成霍爾元件開(kāi)關(guān)型是將霍爾元件、穩(wěn)壓電路、放大器、施密特觸發(fā)器、OC門(mén)等做在同一個(gè)芯片上。當(dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)規(guī)定的工作點(diǎn)時(shí)，OC門(mén)由高電阻狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，當(dāng)外加磁場(chǎng)低于釋放點(diǎn)時(shí)，OC門(mén)重新變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，輸出高電平。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

開(kāi)關(guān)型集成霍爾元件輸出特性4．霍爾式傳感器應(yīng)用類(lèi)型（1）利用霍爾電勢(shì)正比于磁感強(qiáng)度的特性來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)及與之有關(guān)的電量和非電量。如磁場(chǎng)計(jì)、方位計(jì)、電流計(jì)、微小位移計(jì)、角度計(jì)、轉(zhuǎn)速計(jì)、加速度計(jì)、磁讀頭、函數(shù)發(fā)生器、同步傳動(dòng)裝置、無(wú)刷直流電機(jī)、非接觸開(kāi)關(guān)等。（2）利用霍爾電勢(shì)正比于激勵(lì)電流的特性可制作回轉(zhuǎn)器、隔離器、電流控制裝置等。（3）利用霍爾電勢(shì)正比于激勵(lì)電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度乘積的規(guī)律制成乘算器、除算器、乘方器、開(kāi)方器、功率計(jì)等，也可以作混頻、調(diào)制、斬波、解調(diào)等用途。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

4．霍爾式傳感器應(yīng)用類(lèi)型單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

霍爾式壓力傳感器霍爾式角位移傳感器4．霍爾式傳感器應(yīng)用類(lèi)型單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

霍爾轉(zhuǎn)速測(cè)量霍爾鉗形電流表4．霍爾式傳感器應(yīng)用類(lèi)型單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

高斯計(jì)（特斯拉計(jì)）【案例1】ABS轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)ABS是在普通制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝車(chē)輪速度傳感器、ABS電控單元、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置及制動(dòng)控制電路等組成。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【應(yīng)用案例】

ABS系統(tǒng)的組成(分置式)及工作原理1-前輪速度傳感器；2-制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置；3-ABS電控單元；4-ABS報(bào)警燈；5-后輪速度傳感器；6-停車(chē)燈開(kāi)關(guān)；7-制動(dòng)主缸；8-比例分配閥；9-制動(dòng)輪缸；10-蓄電池；11-點(diǎn)火開(kāi)關(guān)【案例1】ABS轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【應(yīng)用案例】

（a）前輪（b）后輪霍爾傳感器在車(chē)輪上的安裝位置1-齒圈；2-霍爾傳感器；3-輪轂；4-固定支架霍爾傳感器輪速檢測(cè)示意圖1-磁體；2-霍爾元件；3-齒圈【案例1】ABS轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)制動(dòng)過(guò)程中，ABS電控單元（ECU）3不斷地從傳感器1和5獲取車(chē)輪速度信號(hào)，并加以處理，分析是否有車(chē)輪即將抱死拖滑。如果沒(méi)有車(chē)輪即將抱死拖滑，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置2不參與工作，制動(dòng)主缸7和各制動(dòng)輪缸9相通，制動(dòng)輪缸中的壓力繼續(xù)增大，此即ABS制動(dòng)過(guò)程中的增壓狀態(tài)。如果電控單元判斷出某個(gè)車(chē)輪(假設(shè)為左前輪)即將抱死拖滑，它即向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出命令，關(guān)閉制動(dòng)主缸與左前制動(dòng)輪缸的通道，使左前制動(dòng)輪缸的壓力不再增大，此即ABS制動(dòng)過(guò)程中的保壓狀態(tài)。若電控單元判斷出左前輪仍趨于抱死拖滑狀態(tài)，它即向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出命令，打開(kāi)左前制動(dòng)輪缸與儲(chǔ)液室或儲(chǔ)能器的通道，使左前制動(dòng)輪缸中的油壓降低，此即ABS制動(dòng)過(guò)程中的減壓狀態(tài)。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)【應(yīng)用案例】

【案例2】自行車(chē)碼表自行車(chē)碼表可用以計(jì)算速度及里程，由安裝于前車(chē)圈鋼條上的感應(yīng)磁鐵、前叉上的感應(yīng)器、連接線、置于車(chē)把上面的碼表座和座上面的碼表顯示裝置構(gòu)成。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【應(yīng)用案例】

自行車(chē)碼表1-顯示裝置；2-連接線；3-感應(yīng)器；4-安裝支座；5-磁鐵【案例2】自行車(chē)碼表碼表感應(yīng)器一般采用開(kāi)關(guān)型霍爾集成元件，實(shí)現(xiàn)磁信號(hào)至電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。行駛時(shí)，輻條帶動(dòng)永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)相應(yīng)發(fā)生變化，霍爾元件將獲得一定頻率的脈沖信號(hào)，經(jīng)換算可得自行車(chē)行駛速度及里程。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【應(yīng)用案例】

碼表的安裝自行車(chē)碼表的安裝與調(diào)試1．項(xiàng)目要求熟悉霍爾傳感器工作原理，認(rèn)知集成霍爾元件及其類(lèi)型，能夠正確進(jìn)行霍爾式自行車(chē)碼表的安裝與調(diào)試。2．設(shè)備與工具示波器一臺(tái)；自行車(chē)碼表一套、1.5V電池2節(jié)；自行車(chē)、皮尺、秒表（或電機(jī)、光電手持轉(zhuǎn)速表、磁力表座）；常用電工組裝工具一套。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【實(shí)踐項(xiàng)目】

3．操作步驟（1）參照教材圖3-17進(jìn)行感應(yīng)器、磁鐵、實(shí)現(xiàn)裝置的安裝并連線（或在電機(jī)輸出軸安裝磁鐵，參照?qǐng)D3-4，感應(yīng)器用支架或磁力表座固定）。安裝時(shí)注意磁鐵與感應(yīng)器距離應(yīng)不超過(guò)4mm，注意磁鐵應(yīng)盡量正對(duì)感應(yīng)器。（2）參閱說(shuō)明書(shū)，裝入電池，開(kāi)機(jī)初始化后進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。（3）在室外場(chǎng)地選擇一處，用皮尺丈量10米，做上標(biāo)記，勻速騎行自行車(chē)并用秒表計(jì)時(shí)，將碼表顯示的車(chē)速與計(jì)時(shí)計(jì)算的車(chē)速比較，判斷測(cè)速結(jié)果并分析。如進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)試，則同時(shí)利用手持光電轉(zhuǎn)速表進(jìn)行分析校準(zhǔn)。（4）如存在較大偏差，可將感應(yīng)器信號(hào)線引出并連接至示波器，手動(dòng)搖動(dòng)自行車(chē)踏板，觀察輸出波形。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【實(shí)踐項(xiàng)目】

1．測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)是機(jī)電一體系統(tǒng)中用于測(cè)量和自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的一種傳感器，測(cè)量方式為接觸式測(cè)量。它由帶有繞組的定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組供給勵(lì)磁電壓并隨被測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子繞組則產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)勵(lì)磁電流的種類(lèi)，測(cè)速發(fā)電機(jī)可分為直流測(cè)速發(fā)電機(jī)和交流測(cè)速發(fā)電機(jī)兩大類(lèi)。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理與一般直流發(fā)電機(jī)相同。在恒定磁場(chǎng)中，旋轉(zhuǎn)的電樞繞組切割磁通，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由電刷兩端引出的電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【拓展提高】

Ke－感應(yīng)系數(shù)；Φ－磁通（單位：Wb）；n－轉(zhuǎn)速（單位：r/min）；Ce－感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)速的比例系數(shù)（單位：V/（r/min））。1．測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)有永磁式、感應(yīng)式和脈沖式三種。交流測(cè)速發(fā)電機(jī)多采用輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率與轉(zhuǎn)速有關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)量的。計(jì)算式

單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)【拓展提高】

式中：z—轉(zhuǎn)子齒數(shù)或電機(jī)極對(duì)數(shù)；f—頻率（Hz）2．光電轉(zhuǎn)速測(cè)量光電式轉(zhuǎn)速表有反射式和透射式兩種，它可以在距被測(cè)物數(shù)十毫米處非接觸地測(cè)量其轉(zhuǎn)速。由于光電器件的動(dòng)態(tài)特性較好，所以可以用于高轉(zhuǎn)速的測(cè)量而又不影響被測(cè)物的轉(zhuǎn)動(dòng)。單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【拓展提高】

透射式反射式1－光源；2、5－透鏡；3－被測(cè)旋轉(zhuǎn)物；4－反光紙；6－光敏二極管；7－遮光罩；8－放大、整形電路；9－計(jì)頻電路；10－顯示器；11－時(shí)基電路2．光電轉(zhuǎn)速測(cè)量單元1霍爾式轉(zhuǎn)速檢測(cè)

【拓展提高】

反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器反射式光電轉(zhuǎn)速表超速行車(chē)在交通違規(guī)中占有極大比例，是引發(fā)交通事故的主要因由之一，因此對(duì)于重點(diǎn)路口、事故多發(fā)路段進(jìn)行車(chē)輛速度檢測(cè)監(jiān)控并加強(qiáng)管理是減少交通超速違章，保障交通安全的有效途徑。單元2超聲波速度檢測(cè)

【問(wèn)題引入】

（a）手持式（b）固定安裝式測(cè)速雷達(dá)車(chē)輛行駛速度為線速度，對(duì)于車(chē)載測(cè)速而言，可通過(guò)測(cè)量傳遞機(jī)構(gòu)或車(chē)輪轉(zhuǎn)速再經(jīng)換算獲取；而外部設(shè)置的車(chē)速檢測(cè)裝置宜采用非接觸線速度測(cè)量裝置如超聲波測(cè)速、視頻/感應(yīng)線圈配合測(cè)速、紅外測(cè)速、激光測(cè)速等。超聲多譜勒法則是利用波的多普勒效應(yīng)實(shí)現(xiàn)速度測(cè)量的。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體的速度測(cè)量多采用超聲多譜勒法。1．超聲波測(cè)速超聲波測(cè)速適合作流動(dòng)物質(zhì)中含有較多雜質(zhì)的流體的流速測(cè)量，或運(yùn)動(dòng)物體的速度測(cè)量，主要方法有頻差法和時(shí)差法，超聲多譜勒法。單元2超聲波速度檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

時(shí)差法：測(cè)量沿運(yùn)動(dòng)物體或流體的正反兩個(gè)不同方向發(fā)射的超聲波到達(dá)接收端的時(shí)差。由于聲速參與運(yùn)算，而聲速受溫度的影響變化較大，所以不適合用在工業(yè)環(huán)境等溫度變化范圍大的場(chǎng)合。單元2超聲波速度檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

F1發(fā)射的超聲波到達(dá)

F2的時(shí)間較短頻差法：當(dāng)超聲波在流動(dòng)的媒質(zhì)中傳播時(shí)，相對(duì)于固定坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，超聲波速度與靜止媒質(zhì)中的傳播速度有所不同，其變化值與媒質(zhì)流速有關(guān)。采用頻差法，就可以避開(kāi)聲速隨溫度變化的影響，但測(cè)頻計(jì)數(shù)由于存在±1誤差，對(duì)于高精度測(cè)量，需要高速計(jì)數(shù)器。

單元2超聲波速度檢測(cè)【問(wèn)題分析】

發(fā)射、接收探頭也可以安裝在管道的同一側(cè)2．多普勒效應(yīng)物體輻射的波長(zhǎng)因?yàn)椴ㄔ春陀^測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生變化。假設(shè)檢測(cè)點(diǎn)超聲發(fā)射機(jī)向被測(cè)物體發(fā)射頻率為f0的超聲波，被測(cè)物體以速度v向檢測(cè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，被測(cè)物體獲得的信號(hào)頻率為f1

經(jīng)被測(cè)物體反射的頻率f1聲波信號(hào)到達(dá)檢測(cè)點(diǎn)后的頻率的頻率為f2

，則頻率差Fd單元2超聲波速度檢測(cè)【問(wèn)題分析】

3．超聲多普勒速度檢測(cè)超聲多普勒測(cè)速儀由超聲探頭（發(fā)射和接收）、信號(hào)發(fā)生電路、驅(qū)動(dòng)電路、放大、檢波及處理電路組成。利用多普勒效應(yīng)可以對(duì)被測(cè)物體的線速度進(jìn)行測(cè)量。圖示車(chē)輛速度檢測(cè)：當(dāng)有車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)，信號(hào)將由車(chē)輛前端反射。由于多普勒效應(yīng)，接收的超聲頻率與發(fā)射的超聲頻率之間存在頻偏Fd，根據(jù)此頻偏即可獲得被測(cè)車(chē)輛的線速度，其值為

單元2超聲波速度檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

3．超聲多普勒速度檢測(cè)單元2超聲波速度檢測(cè)【問(wèn)題分析】

超聲速度檢測(cè)電路原理圖1．超聲波簡(jiǎn)介超聲波是一種機(jī)械波，超聲波是頻率高于20kHz的機(jī)械振動(dòng)波，它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽(tīng)覺(jué)上限而得名。超聲波的特性與頻率的關(guān)系：頻率越高，其聲場(chǎng)指向性越好，與光波的反射、折射特性就越接近。常用的聲波頻率為幾十千赫茲至幾十兆赫茲。單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

1．超聲波簡(jiǎn)介單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

蝙蝠能發(fā)出和聽(tīng)見(jiàn)超聲波蝙蝠依靠超聲波捕食1．超聲波簡(jiǎn)介通常，超聲波波形有縱波、橫波和表面波三種形式。縱波：媒體介質(zhì)中各體元振動(dòng)的方向與波傳播的方向平行。單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

縱波1．超聲波簡(jiǎn)介橫波：媒體介質(zhì)中各體元振動(dòng)的方向與波傳播的方向垂直。單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

橫波1．超聲波簡(jiǎn)介表面波：沿著兩種媒質(zhì)的界面?zhèn)鞑サ木哂锌v波和橫波雙重性質(zhì)的波。

單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

表面波2．超聲波傳感器的材料超聲波主要材料有壓電晶體及鎳鐵合金（磁致伸縮）、壓電陶瓷鋯鈦酸鉛（PZT）等。超聲波傳感器習(xí)慣上稱(chēng)為超聲換能器或超聲探頭，分為發(fā)射換能器和接收換能器。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則利用壓電效應(yīng)。超聲波換能器的種類(lèi)很多，按照其結(jié)構(gòu)可分為直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭、雙探頭（發(fā)射和接收）、聚焦探頭（將聲波聚集成一束）、水浸探頭及專(zhuān)有探頭等。按照實(shí)現(xiàn)超聲換能器機(jī)電轉(zhuǎn)換的物理效應(yīng)的不同可分為電動(dòng)式、電磁式、壓電式、磁致伸縮式等。單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

3．超聲波探頭的結(jié)構(gòu)與原理由于結(jié)構(gòu)不同，又分為直探頭、斜探頭等。

單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

超聲波探頭結(jié)構(gòu)示意圖1—接插件；2—外殼；3—阻尼吸收塊；4—引線；5—壓電晶體；6—保護(hù)膜；7—隔離層；8—延遲塊；9—有機(jī)玻璃斜楔塊；10—試件；11—耦合劑3．超聲波探頭的結(jié)構(gòu)與原理單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

外殼用金屬制作，保護(hù)膜用硬度很高的耐磨材料制作，防止壓電晶片磨損。保護(hù)膜接插件直探頭3．超聲波探頭的結(jié)構(gòu)與原理單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

雙晶直探頭發(fā)射晶片接收晶片將兩個(gè)單晶探頭組合裝配在同一殼體內(nèi)，其中一片發(fā)射超聲波，另一片接收超聲波。兩晶片之間用一片吸聲性能強(qiáng)、絕緣性能好的薄片加以隔離。雙晶探頭的結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜些，但檢測(cè)精度比單晶直探頭高，且超聲信號(hào)的反射和接收的控制電路較單晶直探頭簡(jiǎn)單。3．超聲波探頭的結(jié)構(gòu)與原理單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

斜探頭底部耐磨材料接插件3．超聲波探頭的結(jié)構(gòu)與原理單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

空氣傳導(dǎo)探頭

1—外殼2—金屬絲網(wǎng)罩3—錐形共振盤(pán)4—壓電晶片5—引腳6—阻抗匹配器7—超聲波束

a）

超聲發(fā)射器b）超聲接收器3．超聲波探頭的結(jié)構(gòu)與原理單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

空氣傳導(dǎo)探頭3．超聲波探頭的結(jié)構(gòu)與原理單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

空氣傳導(dǎo)探頭3．超聲波探頭的結(jié)構(gòu)與原理單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

水浸探頭水浸聚焦探頭3．超聲波探頭的結(jié)構(gòu)與原理單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

聚焦探頭原理3．超聲波發(fā)射、接收電路單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

超聲接收電路圖超聲發(fā)射電路圖超聲波的應(yīng)用

單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

醫(yī)學(xué)檢查超聲清洗波浪氣泡超聲波的應(yīng)用

單元2超聲波速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

魚(yú)群探測(cè)超聲波測(cè)速儀CS12手持式測(cè)速儀利用超聲波多普勒效應(yīng)測(cè)速，可將目標(biāo)車(chē)輛速度值直觀顯示在彩色LCD屏上，具有觸摸功能，各種操作設(shè)置必須在屏上輕輕點(diǎn)擊即可完成。體積小，重量輕，可手持或設(shè)在三腳架上使用。測(cè)速儀具有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種工作模式，即可固定安置使用，也可在行駛中巡邏車(chē)上使用。單元2超聲波速度檢測(cè)

【應(yīng)用案例】

手持測(cè)速儀

測(cè)速儀主界面超聲波測(cè)速儀【發(fā)射/關(guān)閉】發(fā)射開(kāi)關(guān)切換按鈕，可打開(kāi)或關(guān)閉雷達(dá)天線，狀態(tài)為“發(fā)射”時(shí)，雷達(dá)連續(xù)測(cè)速；狀態(tài)為“關(guān)閉”時(shí)，停止測(cè)速?！眷o態(tài)/動(dòng)態(tài)】測(cè)速模式按鈕，“靜態(tài)”是指測(cè)速儀位置固定，“動(dòng)態(tài)”是指測(cè)速儀加設(shè)在行駛車(chē)輛上，相對(duì)地面處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。【同向/反向/雙向】測(cè)速方向切換按鈕?！綤PH/MPH】速度單位轉(zhuǎn)換按鈕，以公里或英里每小時(shí)表示?！疽舨骊P(guān)/音叉開(kāi)】音叉測(cè)試開(kāi)關(guān)。在“音叉開(kāi)”狀態(tài)下，可以用音叉來(lái)模擬目標(biāo)速度值簡(jiǎn)單測(cè)試正常與否。在實(shí)際使用中，應(yīng)設(shè)置為“音叉關(guān)”。單元2超聲波速度檢測(cè)

【應(yīng)用案例】

超聲波測(cè)速儀的操作1．項(xiàng)目要求熟悉超聲測(cè)速儀工作原理，通過(guò)操作，能夠正確進(jìn)行測(cè)速儀的測(cè)試模式、測(cè)試方向設(shè)置；路段信息、限速要求信息輸入、測(cè)試儀校準(zhǔn)及實(shí)際速度測(cè)量。2．設(shè)備與工具手持超聲測(cè)速儀、三腳架；常用電工組裝工具一套。3．操作步驟（1）按測(cè)速儀操作指南進(jìn)行測(cè)速儀校準(zhǔn)。單元2超聲波速度檢測(cè)

【實(shí)踐項(xiàng)目】

超聲波測(cè)速儀的操作（2）將測(cè)速儀安裝于三腳架上并置于道路邊，調(diào)整好角度，設(shè)置“靜態(tài)”模式、單位、時(shí)間等信息。分別對(duì)過(guò)往車(chē)輛進(jìn)行“同向”、“反向”、“雙向”測(cè)試，記錄并打印。（3）將測(cè)速儀安裝于車(chē)輛上，車(chē)輛按一定速度勻速行駛，分別對(duì)過(guò)往車(chē)輛進(jìn)行“同向”、“反向”、“雙向”測(cè)試，記錄并打印。（4）查閱資料了解該款測(cè)速儀工作原理。（5）思考：溫度是否對(duì)測(cè)值有影響？如有，如何減小或消除？單元2超聲波速度檢測(cè)

【實(shí)踐項(xiàng)目】

1．超聲多普勒成像超聲多普勒法成像就是應(yīng)用超聲波的多普勒效應(yīng)，從體外得到人體運(yùn)動(dòng)臟器的信息，進(jìn)行處理和顯示。現(xiàn)已普遍用于血流、心臟和產(chǎn)科等方面的檢查。彩色多普勒體層成像是用脈沖多普勒法對(duì)于一點(diǎn)的血流信息進(jìn)行實(shí)時(shí)二維顯示。一般取流向探頭的血流設(shè)為紅色，遠(yuǎn)離探頭的血流設(shè)為藍(lán)色。其基本原理和脈沖多普勒法一樣，所不同的是比脈沖多普勒成像裝置多了MTI（移動(dòng)目標(biāo)指示裝置）計(jì)算電路。接收到的多普勒回波信號(hào)經(jīng)過(guò)混頻電路和低通濾波器進(jìn)行相位檢波后，一路送到處理電路，進(jìn)行頻譜分析，以顯示多普勒頻譜；一路送到計(jì)算機(jī)電路，以得到彩色多普勒血流信息。單元2超聲波速度檢測(cè)

【拓展提高】

1．超聲多普勒成像單元2超聲波速度檢測(cè)

【拓展提高】

彩色多普勒成像2．風(fēng)速檢測(cè)風(fēng)速檢測(cè)在氣象、風(fēng)力發(fā)電、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、交通、災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。單元2超聲波速度檢測(cè)

【拓展提高】

（a）三杯風(fēng)速計(jì)（b）風(fēng)向傳感器風(fēng)速、風(fēng)向傳感器外形

風(fēng)速、風(fēng)向傳感器結(jié)構(gòu)1-透鏡單元；2-凸出部位；3-圓盤(pán)；4-傳動(dòng)齒輪；5-光纖連接器；6-液壓緩沖器；7-磁耦合器；8-箭尾；9-光電轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；10-連接器；11-透鏡；12-多頭連接器為了減少意外撞車(chē)對(duì)人體帶來(lái)的傷害，安全氣囊已成為汽車(chē)安全系統(tǒng)配備的主要裝置。汽車(chē)安全氣囊采用帶橡膠襯里的特種織物尼龍制成，工作時(shí)用無(wú)害的氮?dú)馓畛?。在發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊充氣大約需要0.03秒。非?？斓某錃馑俣葘?duì)確保當(dāng)乘客的身體被安全帶束縛不動(dòng)，而頭部仍然向前行進(jìn)時(shí)，安全氣囊能及時(shí)到位。在頭部碰到安全氣囊時(shí)，安全氣囊通過(guò)氣囊表面的氣孔開(kāi)始排氣。氣體的排出有一定的速率，確保讓人的身體部位緩慢地減速。在汽車(chē)碰撞瞬間，駕駛?cè)藛T無(wú)法快速反應(yīng)啟動(dòng)安全氣囊系統(tǒng)，因此必須碰撞檢測(cè)系統(tǒng)獲取碰撞信息，自動(dòng)開(kāi)啟安全氣囊。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【問(wèn)題引入】

單元3壓電式加速度檢測(cè)

【問(wèn)題引入】

防碰撞方法可采用加速度檢測(cè)。汽車(chē)行駛過(guò)程中，傳感器系統(tǒng)不斷向控制裝置發(fā)送加速度（或速度變化）信息，由控制裝置（中央控制器）對(duì)這些信息加以分析判斷，如果所測(cè)的加速度、速度變化量或其它指標(biāo)超過(guò)預(yù)定值（即真正發(fā)生了碰撞），則控制裝置向氣體發(fā)生器發(fā)出點(diǎn)火命令或傳感器直接控制點(diǎn)火，點(diǎn)火后發(fā)生爆炸反應(yīng)，產(chǎn)生N2或?qū)?chǔ)氣罐中壓縮氮?dú)忉尫懦鰜?lái)充滿碰撞氣袋。乘員與氣袋接觸時(shí)，通過(guò)氣袋上排氣孔的阻尼吸收碰撞能量，達(dá)到保護(hù)乘員的目的。壓電式加速度傳感器具有頻率范圍廣、動(dòng)態(tài)范圍寬、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

1．壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用產(chǎn)生變形時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在其表面產(chǎn)生電荷。當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓電效應(yīng)。反之，在電介質(zhì)的極化方向上施加交變電場(chǎng)，它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)去掉外加電場(chǎng)，電介質(zhì)變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)或叫做電致伸縮效應(yīng)。壓電材料的壓電特性常用壓電方程來(lái)描述：Q=dF

式中：Q—產(chǎn)生的電荷（單位：C）；d—壓電系數(shù)（單位：C/N）；F—在晶體的彈性限度內(nèi)施加的力（單位：N）。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

1．壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)單元3壓電式加速度檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力

產(chǎn)生變形

外力去掉，回到不帶電狀態(tài)

內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，表面產(chǎn)生電荷

壓電效應(yīng)1．壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)單元3壓電式加速度檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

極化方向上施加交變電場(chǎng)

產(chǎn)生機(jī)械變形

去外加電場(chǎng)，變形消失

逆壓電效應(yīng)2．壓電式加速度傳感器利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)可構(gòu)成不同使用要求的加速度傳感器。常用的有如圖壓縮型、剪切型和彎曲型三種結(jié)構(gòu)。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

a）壓縮型b）剪切型c）彎曲型壓電加速度傳感器結(jié)構(gòu)類(lèi)型1－質(zhì)量塊（慣性元件）；2－壓電元件；3－基體；4－輸出接頭；5－敏感方向2．壓電式加速度傳感器單元3壓電式加速度檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

壓縮型振動(dòng)加速度傳感器1-質(zhì)量塊；2-壓電元件；3-彈簧壓電加速度測(cè)量系統(tǒng)原理圖2．壓電式加速度傳感器單元3壓電式加速度檢測(cè)

【問(wèn)題分析】

1．壓電材料自然界中，大多數(shù)晶體都具有壓電效應(yīng)，但多數(shù)晶體的壓電效應(yīng)過(guò)于微弱。具有實(shí)用價(jià)值的壓電材料基本上可分為三大類(lèi)：壓電晶體、壓電陶瓷和有機(jī)壓電材料。壓電晶體是一種單晶體，例如石英晶體、酒石酸鉀鈉等。壓電陶瓷是一種人工制造的多晶體，例如鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、鈮酸鍶等。有機(jī)壓電材料屬于新一代的壓電材料，其中較為重要的有壓電半導(dǎo)體和高分子壓電材料。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

石英晶體單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

石英晶體薄片及封裝單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

石英晶體石英晶體中間棱柱斷面的下半部分，其斷面為正六邊形。Z軸是晶體的對(duì)稱(chēng)軸，稱(chēng)為光軸，該軸方向上沒(méi)有壓電效應(yīng)；X軸稱(chēng)為電軸，垂直于X軸晶面上的壓電效應(yīng)最顯著；Y軸稱(chēng)為機(jī)械軸，在電場(chǎng)的作用下，沿此軸方向的機(jī)械變形最顯著。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

石英晶體的壓電效應(yīng)(a)石英晶體(b)石英晶體切片石英晶體石英晶體具有壓電效應(yīng)，是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。組成石英晶體的硅離子Si4+和氧離子O2-在Z平面投影，如圖(a)。為討論方便，將這些硅、氧離子等效為圖(b)中正六邊形排列，圖中“＋”代表Si4+，“－”代表2O2-。

單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

硅氧離子的排列示意圖（a）硅氧離子在Z平面上的投影（b）等效為正六邊形排列的投影(b)(a)++---YXXY+石英晶體當(dāng)FX=0時(shí)，正負(fù)電荷中心重合，電偶極矩矢量和為0；當(dāng)FX<0時(shí)，晶體沿X方向?qū)a(chǎn)生收縮，正、負(fù)電荷中心不重合，電偶極矩在X方向的分量>0；受到X方向的拉力（FX＞0）時(shí)，在X軸正向出現(xiàn)負(fù)電荷。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

Y+++---X(a)FX=0P1P2P3FXXY++++－－－－FX(b)FX<0+++---P1P2P3(c)FX>0Y+++--X-+++－－－FXFXP2P3P1+－石英晶體在沿著電軸X方向力的作用下，產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象稱(chēng)為縱向壓電效應(yīng)；而把沿機(jī)械軸Y方向力的作用下，產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象稱(chēng)為橫向壓電效應(yīng)。若沿晶片的X軸施加壓力Fx，則在加壓的兩表面上分別出現(xiàn)正、負(fù)電荷;若沿晶片的Y軸施加壓力FY時(shí)，則在加壓的表面上不出現(xiàn)電荷，電荷仍出現(xiàn)在垂直于X軸的表面上，只是電荷的極性相反。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

壓電陶瓷壓電陶瓷是人工制造的多晶體壓電材料，它具有類(lèi)似鐵磁材料磁疇結(jié)構(gòu)的電疇結(jié)構(gòu)。極化處理后，陶瓷材料內(nèi)部仍存在有很強(qiáng)的剩余極化強(qiáng)度，當(dāng)壓電陶瓷受外力作用時(shí)，電疇的界限發(fā)生移動(dòng)，因此剩余極化強(qiáng)度將發(fā)生變化，壓電陶瓷就呈現(xiàn)出壓電效應(yīng)。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

壓電陶瓷壓電原理

鈦酸鋇壓電陶瓷的電疇結(jié)構(gòu)

壓電陶瓷單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

(a)極化處理前(b)極化處理中(c)極化處理后

直流電場(chǎng)E剩余極化強(qiáng)度剩余伸長(zhǎng)電場(chǎng)作用下的伸長(zhǎng)由于束縛電荷的作用，在陶瓷片的電極面上吸附了一層來(lái)自外界的自由電荷，與束縛電荷符號(hào)相反而數(shù)量相等，屏蔽和抵消陶瓷片內(nèi)極化強(qiáng)度對(duì)外界的作用。如果在陶瓷片上加一個(gè)與極化方向平行的壓力F，片內(nèi)的正、負(fù)束縛電荷之間的距離、極化強(qiáng)度也變小。原來(lái)吸附在電極上的自由電荷，一部分被釋放，出現(xiàn)放電荷現(xiàn)象。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

－－－－－

－－－－－

＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋自由電荷束縛電荷電極電極極化方向束縛電荷與電極上吸附電荷示意圖＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋

極化方向正壓電效應(yīng)示意圖F－＋壓電陶瓷單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

壓電陶瓷實(shí)物圖片高分壓電材料有機(jī)壓電材料屬于新一代的壓電材料，主要有壓電半導(dǎo)體和高分子壓電材料。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

高分子壓電材料2．壓電材料的主要特性指標(biāo)（1）壓電系數(shù)d

表示壓電材料產(chǎn)生電荷與作用力的關(guān)系。單位為C/N（庫(kù)侖/牛頓）。（2）剛度H

壓電材料的剛度是它固有頻率的重要參數(shù)。（3）介電常數(shù)ε

這是決定壓電晶體固有電容的主要參數(shù)，而固有電容影響傳感器工作頻率的下限值。（4）電阻R

它是壓電晶體的內(nèi)阻，它的大小決定其泄漏電流。（5）居里點(diǎn)壓電效應(yīng)消失的溫度轉(zhuǎn)變點(diǎn)。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

3．壓電元件的等效電路壓電元件相當(dāng)于一個(gè)電荷發(fā)生器，當(dāng)壓電元件表面聚集電荷時(shí)，它又相當(dāng)于一個(gè)以壓電材料為介質(zhì)的電容器。電容器上的電壓Ua、電荷量Q和電容Ca三者關(guān)系為：?jiǎn)卧?壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

（a）電荷等效電路（b）電壓等效電路壓電傳感器的等效電路4．壓電式傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路根據(jù)壓電式傳感器的工作原理及等效電路，它的輸出可以是電荷信號(hào)，也可以是電壓信號(hào)，因此與之相配的前置放大器也有電荷前置放大器和電壓前置放大器兩種形式。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

電荷放大器等效電路壓電傳感器實(shí)際的等效電路4．壓電式傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

電荷放大器外形圖5．壓電元件常用的結(jié)構(gòu)形式單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

并聯(lián)接法C′＝2CU′＝UQ′＝

2Q（1）串聯(lián)（2）并聯(lián)C′＝

C/2U′＝2UQ′＝

Q6．壓電式加速度傳感器的安裝主要有4種安裝方法：螺釘安裝、磁力安裝座安裝、粘接劑粘接、探針安裝。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【知識(shí)鏈接】

【案例1】汽車(chē)安全氣囊系統(tǒng)安全氣囊系統(tǒng)主要由碰撞傳感器、安全氣囊處理器、SRS指示燈和氣囊組件四部分組成。單元3壓電式加速度檢測(cè)

【應(yīng)用案例】

【案例1】汽車(chē)安全氣囊系統(tǒng)單元3壓電式加速度檢測(cè)

【應(yīng)用案例】

【案例2】電子產(chǎn)品的振動(dòng)檢測(cè)筆記本電腦內(nèi)置了加速度傳感器，能夠動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)筆記本在使用中的振動(dòng)，并根據(jù)振動(dòng)數(shù)據(jù)，會(huì)智