电能量传感器.ppt

（2）受x轴方向的压力作用时,此时正负电荷重心不再重合,电偶极矩在x方向上的分量由于P1的减小和P2、P3的增加而不等于零,即（P1+P2+P3）0。在x轴的正方向出现正电荷,电偶极矩在y方向上的分量仍为零,不出现电荷。（3）受到沿y轴方向的压力作用时,P1增大,P2、P3减小。在垂直于x轴正方向出现负电荷,在y轴方向上不出现电荷。5.3压电传感器第55页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三（4）沿z轴方向施加作用力,晶体在x方向和y方向所产生的形变完全相同,所以正负电荷中心保持重合,电偶极矩矢量和等于零。这表明沿z轴方向施加作用力,晶体不会产生压电效应。当作用力fx、fy的方向相反时,电荷的极性也随之改变。石英晶体的优点：介电和压电常数的温度稳定性好。多用在校准用的标准传感器或精度很高的传感器中。也用于钟表及微机中的晶振(逆压电效应)。5.3压电传感器第56页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三2、压电陶瓷的压电效应在无外电场作用时,电畴在晶体中杂乱分布,它们的极化效应被相互抵消,压电陶瓷内极化强度为零。因此原始的压电陶瓷呈中性,不具有压电性质。（1）未加电场晶粒内自发极化方向一致的小区域称之为电畴。显微镜观察。5.3压电传感器第57页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三压电陶瓷的极化5.3压电传感器第58页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三（2）加电场（极化处理）（20—30kV/cm的直流电场）电畴的极化方向转向，基本与电场方向一致。去掉外电场，材料具备压电性能，陶瓷片对外不表现极性。陶瓷极化的两端的束缚电荷与在陶瓷片的电极表面吸附一层外界的自由电荷方向相反，数值相等。5.3压电传感器第59页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三二、压电元件的等效电路及连接方式1、压电元件的等效电路压电元件两电极之间的压电陶瓷或石英晶体为绝缘体，构成一个电容器，其电容量为压电传感器可等效成一个电压源U和一个电容相串联的电路，可等效成一个电荷源与一个电容相并联的电路产生的电压与电荷的关系为5.3压电传感器第60页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三(a)电荷源(b)电压源压电传感器等效电路5.3压电传感器第61页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三5.3压电传感器第62页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三1、传感器不宜测量静态物理量，宜测高频动态量。使用时应该注意的问题2、电缆不宜过长，否则，CC加大，使传感器的电压灵敏度下降。3、要使电压灵敏度为常数，应使压电片与前置放大器的连接导线为定长，以保证CC不变。4、测量低频信号，应增大前置放大器的输入电阻，使测量回路的时间常数增大，保证有较高的灵敏度。5.3压电传感器第63页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三2.冷端温度校正法实际使用中，热电偶的冷端往往不是0℃，而是环境温度Tn，这时测得的热电势值为中间温度定律测出查热电偶分度表，得到被测热源的温度T。分度表查出计算由5.1热电偶第23页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三3.冰浴法（0℃恒温法）可直接从仪表中读出热电势值，查分度表得出被测点的温度值。冷端温度处理冰点槽法5.1热电偶由于冰融化较快，所以一般只适用于实验室中第24页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三4.补偿电桥法（冷端温度自动补偿法）补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的不平衡电压作为补偿信号,来自动补偿热电偶测量过程中冷端温度变化而引起热电势的变化值。补偿电桥铜电阻与热电偶参考端处在同一环境温度。室温时电桥平衡R1R3=R2RCu此时UAB=05.1热电偶第25页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三冷端补偿电桥法5.1热电偶第26页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三UbaEAB(T,T0)EAB(T0+△T,T0)冷端补偿电桥法等效电路示意图5.1热电偶第27页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三普通装配型热电偶的外形安装螺纹安装法兰第28页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三普通装配型热电偶的结构放大图接线盒引出线套管固定螺纹（出厂时用塑料包裹）热电偶工作端（热端）不锈钢保护管第29页，讲稿共90页，2023年5月2日，星期三铠装型热电偶外形法兰铠装