物联网传感技术——压电式传感器

压电式传感器

压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应，是一种典型的 物性 传感器。当材料受力作用而变形时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量，是典型的有源传感器。

特点：
体积小、重量轻、工作频带宽，因此在各种动态力、机械冲击与振动的测量，以及声学、医学、力学、宇航方面都得到了非常广泛的应用。

压电效应与压电式传感器的工作原理

1.1 压电效应

1.2 石英晶体的压电效应




1.3 陶瓷的压电效应


1.4 压电常数矩阵


对于石英晶体的分析，



对压电陶瓷的分析，

1.5 压电材料

• 压电晶体
  
  
• 压电陶瓷
  钛酸钡压电陶瓷、锆钛酸铅压电陶瓷、聚偏二氟乙烯
  

压电传感器的等效电路与测量电路

2.1 压电传感器的等效电路


实际使用中，为了提高灵敏度，压电元件常常采用两片或多片组合的工作方式。


2.2 电压放大器






2.3 电荷放大器

习题