學習情境四輪胎壓力監(jiān)測儀測量系統(tǒng).ppt

1、學習情境四：輪胎壓力監(jiān)測儀測量系統(tǒng),職業(yè)能力目標要求： 1，掌握壓電傳感器結(jié)構(gòu)原理； 2，掌握壓力測量的主要方法； 3，能進行壓力測量電路的設(shè)計； 4，學會壓力測量電路的調(diào)試。,一、 壓電效應(yīng) 某些晶體，在一定方向受到外力作用時，內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象，相應(yīng)地在晶體的兩個表面產(chǎn)生符號相反的電荷；當外力作用除去時，又恢復到不帶電狀態(tài)。當作用力方向改變時，電荷的極性也隨著改變，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。具有壓電效應(yīng)的物質(zhì)很多，如石英晶體、壓電陶瓷、壓電半導體等。,1、石英晶體的壓電效應(yīng) 石英晶體是一種應(yīng)用廣泛的壓電晶體。,縱向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷為 qxxdxxFx,橫向壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷為 根據(jù)石英晶體的

2、對稱條件dXY=dXX，所以,石英晶體的每一個晶體單元中，有三個硅離子和六個氧離子，正負離子分布在正六邊形的頂角上，如下圖所示。當作用力為零時，正負電荷相互平衡，所以外部沒有帶電現(xiàn)象,而受力后破壞了平衡,就帶電了。,2，壓電材料 壓電材料一般應(yīng)考慮以下主要特性： 1) 具有較大的壓電常數(shù)。 2) 壓電元件的機械強度高、剛度大并具有較高的固有振動頻率。 3) 具有高的電阻率和較大的介電常數(shù)。 4) 具有較高的居里點。居里點高可以得到較寬的工作溫度范圍。 5) 壓電特性不隨時間蛻變，有較好的時間穩(wěn)定性。,二、結(jié)構(gòu)型式 在壓電式傳感器中，常用兩片或多片組合在一起使用。由于壓電材料是有極性的，因此接法

3、也有兩種，如下圖所示。圖a為并聯(lián)接法，圖中b為串聯(lián)接法，,a) b),三、壓力監(jiān)測電路的設(shè)計與制作 1、原理電路圖,車內(nèi)胎被銳物扎破漏氣部位的氣流聲被傳聲器BM接收，轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)電容C2耦合到晶體三極管VT放大，再經(jīng)耦合電容C3、C4并由電位器RP選擇音量后，由SL31集成功率放大器充分放大，由耳機BE放音。選用SL31(或LA4101)低電壓集成功率放大電路，其使用電壓可在24.5V間選擇，現(xiàn)用3V工作電源。,2、制作與調(diào)試 印制板參考尺寸為65mm55mm，可自制。電路板可安裝在小盒內(nèi)，傳聲器BM由屏蔽傳聲器線單獨引出，線長1.2m。 在印制電路板非銅箔面裝上電池夾。SL31集成功率放

4、大器焊在銅箔面。元器件全部焊裝后，裝上兩節(jié)電池，旋動電位器RP的撥盤，閉合電源開關(guān)，把電位器旋到約13位置處，耳機BE中有極輕微的“沙沙”聲。,如有“撲撲”聲出現(xiàn)，說明有自激現(xiàn)象，可調(diào)節(jié)電阻R5，減小SL31集成功率放大器的增益，試試能否消除。 調(diào)節(jié)電阻R2，使晶體三極管VT的工作電流Ic值在23mA。再調(diào)節(jié)電阻R1，使駐極體傳聲器BM工作狀態(tài)較佳。 調(diào)試時耳機BE不必戴在頭上，以免突發(fā)巨大的聲響震傷調(diào)試者的耳膜。,四、壓電傳感器的應(yīng)用 1. YD型壓電式加速度傳感器 它的主要優(yōu)點是；靈敏度高、體積小、重量輕、測量頻率上限較高、動態(tài)范圍大。但易受外界干擾，在測試前需進行各種校驗。,2. 6100系列壓電加速度計 壓電加速度計是以壓電晶體做敏感件。體積小、重量輕、輸出信號大，固有頻率高，可用于測量振動、沖擊等信號。其外形見下圖。,3. HZ-9508型測振表 HZ-9508型測振表是用于旋轉(zhuǎn)機械進行振動測量、簡易故障診斷的一種便攜式數(shù)字顯示測振表，用YD型壓電式加速度傳感器作為表頭。它除了可測量一般機械振