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1、第六章：第三节第六章：第三节 压电传感器的应用压电传感器的应用 一、高分子压电材料的应用一、高分子压电材料的应用 1.玻璃打碎报警装置玻璃打碎报警装置 将高分子压电测将高分子压电测振薄膜粘贴在玻璃上，振薄膜粘贴在玻璃上，可以感受到玻璃破碎可以感受到玻璃破碎时会发出的振动，并时会发出的振动，并将电压信号传送给集将电压信号传送给集中报警系统。中报警系统。粘贴粘贴位置位置4/30/20231高分子压电材料制作的玻璃打碎传感器高分子压电材料制作的玻璃打碎传感器质量块质量块mm左左 右右 的的 PVDF薄薄 膜膜 裁裁 制制 成成10 20mm大大小小。在在它它的的正正反反两两面面各各喷喷涂涂透透明明的
2、的二二氧氧化化锡锡导导电电电电极极，再再用用超超声声波波焊焊接接上上两两根根柔柔软软的电极引线。并用保护膜覆盖。的电极引线。并用保护膜覆盖。使用时，用瞬干胶将其粘贴使用时，用瞬干胶将其粘贴在玻璃上。当玻璃遭暴力打碎的在玻璃上。当玻璃遭暴力打碎的瞬间，压电薄膜感受到剧烈振动，瞬间，压电薄膜感受到剧烈振动，表面产生电荷表面产生电荷Q ，在两个输出引，在两个输出引脚之间产生窄脉冲报警信号。脚之间产生窄脉冲报警信号。4/30/20232压电传感器只能应用于动态测量压电传感器只能应用于动态测量 由于外力作用在压电元件上产生的电荷只有由于外力作用在压电元件上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，即需要测
3、量回路具在无泄漏的情况下才能保存，即需要测量回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电式传感器此压电式传感器不能用于静态测量不能用于静态测量。压电元件在。压电元件在交变力的作用下，电荷可以不断补充，可以供给交变力的作用下，电荷可以不断补充，可以供给测量回路以一定的电流，故只适用于动态测量测量回路以一定的电流，故只适用于动态测量（一般必须高于（一般必须高于100Hz100Hz，但在，但在50kHz50kHz以上时，灵敏以上时，灵敏度下降）。度下降）。4/30/20233 2 2压电式周界报警系统压电式周界报警系统（用于重要位置出入口、周界安全
4、防护等）（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将长的压电电缆埋在泥土的浅表层，可起分布式土的浅表层，可起分布式地下麦克风或听音器的作地下麦克风或听音器的作用，可在几十米范围内探用，可在几十米范围内探测人的步行测人的步行,对轮式或履带对轮式或履带式车辆也可以通过信号处式车辆也可以通过信号处理系统分辨出来。右图为理系统分辨出来。右图为测量系统的输出波形。测量系统的输出波形。4/30/20234 将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车型分类信息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（包括轴数、轴距、轮距、单双轮胎）、
5、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。控）及机场滑行道等。4/30/20235高分子压电高分子压电电缆的应用电缆的应用演示演示 将两根高分子压电电缆相距将两根高分子压电电缆相距若干米若干米，平行埋设于柏油公路，平行埋设于柏油公路的路面下约的路面下约5cm，可以用来测量车速及汽车的载重量，并根据存，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。储在计算机内部的档案数据，判定汽车的车型。4/30/20236二、压电陶瓷传感器的应用二、压电陶瓷传感器的应用
6、压电片的并联接法压电片的并联接法 压电陶瓷多制成片状，称为压电片。压电片通常压电陶瓷多制成片状，称为压电片。压电片通常是两片（或两片以上）粘结在一起，一般常用的是并是两片（或两片以上）粘结在一起，一般常用的是并联接法。其总面积是单片的两倍，极板上的总电荷联接法。其总面积是单片的两倍，极板上的总电荷Q并并为单片电荷为单片电荷Q的两倍。的两倍。4/30/20237压电式动态力传感器以及在压电式动态力传感器以及在 车床中用于动态切削力的测量车床中用于动态切削力的测量 4/30/20238压电式动态力传感器在体育动态测量中的应用压电式动态力传感器在体育动态测量中的应用压电式步态压电式步态分析跑台分析跑台压电式纵跳压电式纵跳 训练分析装置训练分析装置压电传感器测量压电传感器测量双腿跳的动态力双腿跳的动态力4/30/20239本章作业本章作业p108：2、3、54/30/202310休息一下休息一下4/30/202311