6.2压电传感器应用
压电传感器的应用
2
（一）压电式测力传感器
上盖 石英晶片 电极
电极引出
绝缘套
基座
绝缘套
压电式单向测力传感器的结构图
该传感器用于机床动态切削力的测量。
q dF dPS
当外力作用时，它将产生弹性变形，将力传递到石英晶片上。石英晶片采 用xy切型，利用其纵向压电效应，实现力电转换。
接收超声波利用正压电效应，当超声波作用到压电晶片上时，使晶片伸缩，在晶片 的两个界面上产生交变电荷这种电荷被转换成电压经放大后送到测量电路。
6
（五）煤气灶电子点火装置
图所示为煤气灶电子点火装置，它是让高压跳火来点燃煤 气。当使用者将开关往里压时，把气阀打开；将开关旋转， 则使弹簧往左压。此时，弹簧有一很大的力撞击压电晶体， 则产生高压放电导致燃烧盘点火。
螺母
压电陶瓷 基座
当传感器受到振动时，质量块将感受与传感
器基座相同的振动，并受到与加速度方向相
反的惯性力：
F ma
该惯性力作用在压电陶瓷片上产生电荷为：
压电式加速度传感器结构图
q dF dma
说明电荷量将直接反映加速度的大小。它的灵敏度与压电材料的压电系数 和质量块的质量有关。
为了提高灵敏度，采用压电系数大的压电陶瓷片。也可以。
压电式压力传感器的结构类型很多,与压电式加速度计相比的突出特点是： 它必须通过弹性膜、盒等,把压力收集、转换成力,再传递给压电元件。
3
（二）压电式加速度传感器
结构原理:
质量块
压电陶瓷4和质量块2为环型，通过螺母3对 质量块2预先加载，使之压紧在压电陶瓷上， 电极 测量时传感器基座5与被测对象牢牢地紧固 在一起，输出信号由电极1引出。
压电传感器的应用精品
将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车型分类信息 （包括轴数、轴距、轮距、单双轮胎）、车速监测、收费站地 磅、闯红灯拍照、停车区域监控、交通数据信息采集（道路监 控）及机场滑行道等。
2019/9/3
5
高分子压电 电缆的应用 演示
将两根高分子压电电缆相距若干米，平行埋设于柏油公路 的路面下约5cm，可以用来测量车速及汽车的载重量，并根据 存储在计算机内部的档案数据，判定汽车的车型。
2019/9/3
3
2．压电式周界报警系统
（用于重要位置出入口、周界安全防护等）
将长的压电电缆埋在 泥土的浅表层，可起分布 式地下麦克风或听音器的 作用，可在几十米范围内 探测人的步行, 对轮式或履 带式车辆也可以通过信号 处理系统分辨出来。右图 为测量系统的输出波形。
2019/9/3
4
3.交通监测
8
压电式动态力传感器在体育动态测量中的应用
压电传感器测量 双腿跳的动态力
压电式步态 分析跑台
压电式纵跳 训练分析装置
2019/9/3
9
本章作业 p108：2、3、5
2019/9/3
10
休息一下
2019/9/3
11
第六章：第三节 压电传感器的应用
一、高分子压电材料的应用
1. 玻璃打碎报警装置 将高分子压电测
振薄膜粘贴在玻璃上， 可以感受到玻璃破碎 时会发出的振动，并 将电压信号传送给集 中报警系统。
粘贴 位置
2019/9/3
1
高分子压电材料制作的玻璃打碎传感器
将厚约0.2mm左右的PVDF
薄膜裁制成1020mm大小。在它
的正反两面各喷涂透明的二氧化
锡导电电极，再用超声波焊接上
课件6：6.2传感器的应用
2.传感器的应用
神州七号 翟志刚
1. 温敏传感器装进航天员耳包； 液冷服水温传感器、通风温度传感器和水升华器出口 水温传感器
温度混合集成电路——将传感器测量到的环境温度数据转 化为可以识别的电信号，从而达到调节温度的目的。
2. 四十八所研究的两种压力传感器 ： 一种是FTH403气瓶压力传感器 ； 另一种是FTH401服装压力传感器
知识链接:应变片能够把物体形变这个力学量转换为 电压这个电学量。
主题 2:温度传感器——电熨斗 电熨斗在达到设定的温度后就不再升温,当温度降低 时又会继续加热,使它总与设定的温度相差不多。在熨烫 不同的织物时,设定的温度可以不同。电熨斗靠什么来自 动控制温度?它自动控温的原理是什么?
提示:电熨斗靠双金属片传感器自动控制温度,其原 理是巧妙地利用了不同金属热膨胀(线膨胀)的差异。如 图所示,双金属片由黄铜片和铁片铆在一起组成,常温下 是直的,用酒精灯加热后,由于黄铜的膨胀系数大于铁,就 会向铁片那侧弯曲。
A.图 b 中甲是开关 S 由断开变为闭合,通过传感器 1 的电流随时间变化的情况
B.图 b 中乙是开关 S 由断开变为闭合,通过传感器 1 的电流随时间变化的情况
C.图 b 中丙是开关 S 由闭合变为断开,通过传感器 2 的电流随时间变化的情况
D.图 b 中丁是开关 S 由闭合变为断开,通过传感器 2 的电流随时间变化的情况
【答案】BD
3.数码相机的普及逐渐淘汰了传统胶片相机。数码相机
的主要部件是电荷耦合器(CCD),能将光学量转化为电学
量。该部件可看作是一种( )
A.力传感器
B.温度传感器
C.光传感器
D.霍尔元件
【答案】C
4.(多选)振弦型频率传感器的结构如图 所示,它由钢弦和永磁铁两部分组成,钢 弦上端用固定夹块夹紧,下端的夹块与一 膜片相连接,当弦上的张力越大时,弦的 固有频率越大。这种装置可以从线圈输出电压的频率确 定膜片处压力的变化。下列说法正确的是( ) A.当软铁块与磁铁靠近时,a 端电势高 B.当软铁块与磁铁靠近时,b 端电势高 C.当膜上的压力较小时,线圈中感应电动势的频率高 D.当膜上的压力较大时,线圈中感应电动势的频率高 【答案】BD
压电传感器应用
压电传感器于车辆行驶称重 压电传感技术与网络技术和视频 技术相结合可以实现对车轴数、车 速、轴距、行驶中车辆载重量的信 息进行收集并加以分析，从而在智 能交通系统中发挥重大作用。
由Sigma 研究公司研制而成的“便携 式自动远程检查系统”，其关键元件 是一个PVDF压电薄膜，其中含有 1024 个换能器。这种膜的柔韧性很好， 能够与曲率半径为4的弯曲表面完全贴 合。与它相连的装置还有一个手提控 制器、数据采样器和显示装置等。飞 机上的石墨 — 环氧树脂复合物或舰艇 上的大型结构都可以用它来进行很方 便的测试。而对于铝和钢的测试，这 方面早已获得了令人满意的结果。
压电传感器应用
甘鑫 许芯语 刘新宇 冯肖梦
压电式传感器
压电式传感器是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传 感器。 它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经 电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输 出。 压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。
用于加工工艺监测 压电式力、应力、振动及声发射传 感器因其具有独特的优点成为现代 化自动控制制造业中状态监测的理 想选择。一种创新的双用传感器将 声发射传感器与三分量测力传感器 合二为一，将这种双用传感器安装 在车床夹具的适当位置，就可以连 续监测切削力、进刀力和被动力的 大小以及相关的声发射信号。
压电式报警器
玻璃破碎报警装置它利用压电元 件对振动敏感的特性来感知玻璃受 撞击和破碎时产生的振动波。玻璃 破碎时会发出几千赫兹至几十千赫 兹的振动，使用时将高分子压电薄 膜传感器粘贴在玻璃上，感受这一 振动，然后通过电缆和报警电路相 连，将压电信号传送给集中报警系 统。玻璃破碎报警器可广泛用于文 物保管、贵重商品保管及其他商品 柜台保管等场合。
压电式传感器传感器技术及应用课件
在航空航天中的应用案例
压电式传感器在航空航天领域中可以 用于测量飞行器的压力、振动等参数， 保障飞行器的安全性和稳定性。
VS
例如，在飞机发动机中，压电式传感 器可以监测涡轮的工作状态，控制发 动机的运转，提高飞机的安全性能。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
它们能够提供连续、准确的生理数据， 帮助医生及时了解患者的病情和做出 准确的诊断。
航空航天
01
在航空航天领域，压电式传感器 主要用于监测飞机的气动性能、 发动机工作状态以及航天器的空 间环境等。
02
它们能够提供高精度、高可靠性 的数据，帮助保证飞机的安全和 航天器的正常工作。
03 压电式传感器的设计与制 造
02 压电式传感器的应用领域
工业自动化
压电式传感器在工业自动化领域中广泛应用于测量和控制，如压力、位移、振动和 加速度等物理量的测量。
它们能够提供高精度、高可靠性的数据，帮助实现自动化生产线的精确控制和优化。
压电式传感器还可以用于工业安全系统中，例如检测机器的异常振动或压力变化， 以预防潜在的故障或事故。
制作工艺
采用陶瓷工艺、薄膜工艺等制作技术 ，将压电材料制成具有特定结构和性 能的元件。
压电式传感器的封装与测试
封装材料
选择合适的封装材料，如环氧树脂、陶瓷等，以保护压电元件免受环境的影响。
测试方法
对封装后的传感器进行性能测试，包括灵敏度、频率响应、温度稳定性等方面 的测试。
04 压电式传感器的校准与标 定
压电式传感器传感器技术及应用课 件
目录
• 压电式传感器技术概述 • 压电式传感器的应用领域 • 压电式传感器的设计与制造 • 压电式传感器的校准与标定 • 压电式传感器的发展趋势与展望 • 实际应用案例分析
高中物理课件-6.2传感器的应用
升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触 的难易，达到控制在不同温度的目的。
三、温度传感器的应用--电饭锅
感温铁氧体的特点：常温下具有铁 磁性，能够被磁体吸引，但是温度 上升到约103℃时，就失去了铁磁性， 不能被磁体吸引了。注意：这个温 度在物理学中称为 该材料的“居里 温度”或“居里点”。 思考：取一块电饭锅用的感温铁氧体，使它与一小块 的永磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加 热，经过一段时间后会发生什么现象？
四、声传感器的应用--话筒 1、动圈式话筒：
动圈式话筒 的工作原理是电 磁感应现象。
膜片在声波下振动，使得与膜片相连 的线圈中产生周期性变化的感应电流。
四、声传感器的应用--话筒 原理：Q是绝缘支
2、电容式话筒：
架，薄金属膜M和固
薄金 属膜
定电极N形成一个电容 器，被直流电源充电。
当声波使膜片振动时，
（3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么 变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？
饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度 升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧 作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停 止加热．
四、光传感器的应用--火灾报警器
工作原理：如图是天花板上装的火灾报警器，平时，发光 二极管LED发出的光被挡板挡住，光电三极管收不到光， 呈现高电阻状态；当有烟雾进入罩内后，对光线向各个方 向散射，使部分光线照射到光电三极管上，其阻值变小， 与传感器连接的电路检测到这种变化，就会发出警报．
现象：当用电烙铁给铁氧体加热时，经过一段时间，铁 氧体就会失去磁性。
三、温度传感器的应用--电饭锅
压电传感器技术在智能装备中的应用
压电传感器技术在智能装备中的应用随着科技的不断发展，智能装备越来越多地出现在我们的生活中。
而压电传感器技术作为传感器技术的一种，也被广泛应用于智能装备中。
本文将从什么是压电传感器、压电传感器的优点以及压电传感器在智能装备中的应用三个方面进行论述，旨在让读者更加了解压电传感器的特性以及智能装备中的应用。
什么是压电传感器？压电传感器是一种测量力、压力、形变或加速度的传感器，它利用了压电效应。
压电效应是指某些晶体在受到应变时会发生电荷分布不平衡的现象。
换句话说，压电传感器是将力量转化为电信号的装置。
压电传感器的优点因为压电传感器转化效率高，所以它的响应速度非常快。
此外，压电传感器小巧轻便，稳定性好，精度高，能够检测到非常微小的力量。
它还可以在极端环境下工作，比如高温、低温、高压和低压环境，因此在各种应用领域都有着广泛的应用。
压电传感器在智能装备中的应用1. 智能机器人因为压电传感器具有高响应速度和精度，它被广泛应用于智能机器人中。
它可以用来检测机器人末端的力量和位置，以及机器人碰撞或遇到障碍时的反应。
这使得机器人能够更加精确地执行操作和更加智能地遇到障碍物时做出正确的决策。
2. 智能家居压电传感器还可以应用于智能家居领域。
它可以用来感应门的开关或锁的状态，也可以锁定或解锁房门。
此外，压电传感器还可以感应窗户的开关或窗户是否关闭。
这些功能可以让智能家居更加智能、安全和节能。
3. 智能医疗压电传感器可以用于医疗器械上，比如血压计、心电图仪和人工耳蜗等。
在这些应用中，压电传感器可以用来测量血压、心率和声音的频率和强度。
由于压电传感器可以检测非常微小的力量，所以它可以更好地检测和量化这些生理参数。
4. 智能交通压电传感器还可以应用于智能交通领域。
它可以测量车辆轮胎和地面的接触力，以便更好地管理和控制交通流量。
在高速公路上，压电传感器可以检测到车流量，并向用户提供实时交通状况。
这让智能交通更加智能、安全和便捷。
压电传感器的应用
压电传感器的应⽤压电传感器的应⽤摘要：传感器是获取⾃然和⽣产领域中信息的主要途径与⼿段。
在现代⼯业⽣产尤其是⾃动化⽣产过程中，要⽤各种传感器来监视和控制⽣产过程中的各个参数，使设备⼯作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。
传感器的种类⾮常⼴泛，其中压电传感器是基于材料的压电效应⽽制成的器件，其有较长的发展历史。
压电材料的种类由最初的压电晶体发展到压电陶瓷、进⽽发展到压电聚合物及其复合材料。
随着物理学、材料科学与各个学科的交叉发展，压电材料被⽤以研制成了多种⽤途的传感器，被⼴泛应⽤于⼯程技术各领域，在测量技术中被⽤来测量⼒和加速度。
Abstract:Sensor is the main ways and means to obtain information in the field of natural and production . In modern industrial production, especially automated production process, useing a variety of sensors to monitor and control the production process of various parameters,which enable the device to work in a normal state or the best condition, and to achieve the best quality products. Types of sensors is very broad, of which the piezoelectric sensor is based on the piezoelectric effect devices made of material which has a long history of development. Types of piezoelectric material from the initial development of the piezoelectric ceramic piezoelectric crystal, and thus the development of piezoelectric polymers and their composites. With the development of cross-physics, materials science and various disciplines, piezoelectric materials are used for research into a variety of uses sensors are widely used in variousfields of engineering technology, measurement techniques were used to measure the force and acceleration.关键字：压电式传感器、⼯作原理、压电效应、应⽤⼀、压电传感器⼯作原理——压电效应压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。