压电传感器论文
压力传感器论文压电传感器论文
压力传感器论文压电传感器论文一种用于压力传感器的温度控制系统设计摘要:针对SiC高温MEMS压力传感器易受温度影响,产生零点漂移、测量误差增大等问题,设计了一种温度控制系统,根据科恩-库恩公式建立了系统的数学模型,采用参数自整定PID控制算法,克服了纯PID 控制有较大超调量的缺点,实现了一个温度控制系统。
利用Matlab仿真软件的Similink模块建立系统的仿真模型,通过仿真和测试验证系统满足设计要求。
解决了大温度范围下压力传感器难以补偿的问题,使得压力传感器在高温环境下的应用得以实现,提高了压力传感器的稳定性。
关键词:MEMS; 压力传感器; 温度控制; 零点漂移Design of Temperature Control System for Pressure Sensors GUO Jiang(College of Information Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China) Abstract: A temperature control system for the SiC MEMS pressure sensor is designed as the pressure sensor is susceptible to high temperature, and easy to result in zero drift, and measurement error increase. A mathematical model for the system is established according to Cohen-Coon formula. And finally a temperature control system is achieved with theparameter self-tuning PID control algorithm to overcome the shortcoming of a large overshoot adjustment of pure PID control. The Similink module simulation model was set up by the Matlab Simulation software system. The simulation and testing verifies that the system can meet the design demands. The pressure sensor is hard to be compensated within a large temperature range is solved, with which the application of the pressure sensor in high temperature environments is achieved and the stability of the pressure sensor is improved.Keywords: MEMS; pressure sensor; temperature control; zero drift0 引言在微电子器件领域,针对SiC器件的研究较多,已经取得了较大进展,而在MEMS领域针对SiC器件的研究仍有许多问题亟待解决。
压电式传感器论文
压电式传感器的应用——压电式加速度传感器目录一、摘要.......................................二、引言.......................................三、关键词.....................................四、压电式加速传感器原理.......................五、压电式加速传感器构成.......................六、压电式加速度传感器的灵敏度....................七、等效电路...................................八、应用背景及实例.............................九、总结.......................................一、摘要压电式加速传感器是压电式传感器中应用最广泛的传感器之一。
近年来压电式加速传感器得到了较大的发展，本文重点讲解了压电式加速传感器的原理及构成元件，并对压电式传感器在实际生产生活中的应用做介绍。
二、引言压电效应（piezo electric effect）是由居里兄弟皮尔（P·Curie）与杰克斯（J·Curie）在1880年发现的。
1880年杰克斯在实验室发现了压电性。
起先，皮尔致力于焦电现象（pyroelectriceffect）与晶体对称性关系的研究，后来兄弟俩却发现，在某一类晶体中施以压力会有电性产生。
他们又系统的研究了施压方向与电场强度间的关系，及预测某类晶体具有压电效应。
经他们实验而发现，具有压电性的材料有：闪锌矿、钠氯酸盐、电气石、石英、酒石酸、蔗糖、方硼石、异极矿、黄晶及若歇尔盐。
这些晶体都具有各向异性结构，各向同性材料是不会产生压电性的。
（摘自百度百科）三、关键词压电式加速传感器、压电原理、压电效应、石英、压电陶瓷等。
压电式传感器的国内外现状及发展趋势
硕士研究生课程《智能传感器技术》（考查）自选课题题目：压电式传感器的国内外现状与发展趋势学院：自动化工程学院压电式传感器的国内外现状及发展趋势The Current Situation and Tendency ofPiezoelectric Sensor at Home and Aboard毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
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对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。
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图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘要压电式传感器是一种典型的自发电式传感器。
传感器的原理及其应用论文范文
传感器的原理及其应用1. 介绍本文将介绍传感器的原理和其在各个领域的应用。
传感器是一种用于检测和测量环境中各种物理量的设备。
它们广泛应用于工业、医疗、环境保护、军事等领域。
本文将首先介绍传感器的工作原理，然后详细讨论传感器在不同领域的应用。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于各种物理现象，如光电效应、热敏效应、压电效应等。
以下是几种常见的传感器工作原理：2.1 光电传感器光电传感器利用光电效应测量光的强度和特性。
当光照射到光电传感器上时，光会激发光电元件内的电子，产生电流。
通过测量电流的大小，可以得知光的强度和特性。
光电传感器广泛应用于自动化控制、安防和光通信等领域。
2.2 温度传感器温度传感器根据物质的热敏性质来测量温度。
常见的温度传感器包括热电偶和热电阻。
热电偶利用两种不同金属的电极在不同温度下产生电势差，从而测量温度。
热电阻则根据电阻值随温度变化的特性来测量温度。
温度传感器广泛应用于气象、工业过程控制和家用电器等领域。
2.3 压力传感器压力传感器用于测量压力的大小。
它们通过将压力转化为力或位移，再测量这些参数来得知压力。
常见的压力传感器包括电阻应变式传感器和压电传感器。
电阻应变式传感器根据压力引起的电阻变化来测量压力。
压电传感器则利用压电效应，将压力转化为电荷来测量压力。
压力传感器广泛应用于工业自动化、汽车、航空航天等领域。
2.4 气体传感器气体传感器用于检测环境中的气体浓度。
常见的气体传感器包括气敏传感器和红外线传感器。
气敏传感器基于物质与气体之间的化学反应来测量气体浓度。
红外线传感器利用气体对红外线的吸收特性来测量气体浓度。
气体传感器广泛应用于空气质量监测、工业过程控制和燃气检测等领域。
3. 传感器的应用传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个领域中传感器的应用示例：3.1 工业控制在工业控制中，传感器被用于监测和控制生产过程中的各种参数。
例如，温度传感器可用于监测设备和物料的温度，以确保生产过程的稳定性。
压力传感器的原理及应用论文
压力传感器的原理及应用论文摘要本论文主要介绍了压力传感器的原理、种类和主要应用。
首先，我们将介绍压力传感器的工作原理，包括压力对传感器的影响以及常见的压力传感器技术。
接下来，我们将讨论压力传感器的主要应用领域，包括工业自动化、医疗设备、汽车工业和航空航天等。
最后，我们将总结压力传感器技术的发展趋势和未来的研究方向。
引言压力传感器是一种用于测量和监测压力变化的装置。
它们在现代工业和科学领域中有着广泛的应用，从汽车工业到航空航天，从医疗设备到环境监测等。
本论文旨在介绍压力传感器的原理和应用，以便读者对该领域有更深入的了解。
压力传感器的工作原理压力传感器是利用一系列物理或机械效应来测量压力的设备。
以下是一些常见的压力传感器原理：1.电阻式压力传感器：电阻式压力传感器利用压力对电阻值的影响来测量压力。
当压力施加在敏感元件上时，电阻值会发生变化，通过测量电阻值的变化，可以确定压力的大小。
2.压力传感器基于微机电系统（MEMS）的原理：这种压力传感器使用微小的机械结构和敏感元件来测量压力变化。
当压力施加在微机械结构上时，结构的变形将导致电信号的变化，通过测量电信号的变化，可以确定压力的大小。
3.压电式压力传感器：压电式压力传感器利用压电效应来测量压力变化。
当压力施加在压电元件上时，它们会产生电荷积累，通过测量电荷的变化，可以确定压力的大小。
压力传感器的种类根据测量范围和应用需求的不同，压力传感器可以分为多个种类。
以下是几种常见的压力传感器类型：1.绝对压力传感器：绝对压力传感器可以测量相对于真空的绝对压力。
它们通常用于气象监测和高空应用等。
2.相对压力传感器：相对压力传感器可以测量相对于环境压力的相对压力。
它们通常用于工业自动化、流体控制和汽车工业等。
3.差动压力传感器：差动压力传感器可以测量两个压力之间的差异。
它们通常用于流体流量测量和液位测量等。
4.密封式压力传感器：密封式压力传感器具有高防尘和防水性能，适用于恶劣环境下的应用。
毕业设计压力传感器设计
毕业设计——压力传感器设计摘要：本文主要介绍了一种基于压电效应的压力传感器设计。
通过选用合适的材料和结构设计，该传感器可以实现较高的精度和灵敏度，对于高精度的压力测量具有良好的应用前景。
关键词：压力传感器，压电效应，精度，灵敏度1.引言压力传感器是一种重要的测量仪器，在机械制造、航空航天、汽车制造等领域都有广泛的应用。
随着科技的发展，对于压力传感器的精度和灵敏度要求越来越高，因此如何设计一种高精度的压力传感器成为了研究的热点。
压电效应是指某些晶体和陶瓷材料在受到压力后会产生电荷或电势变化的现象。
利用这种效应可以制作出高精度的压力传感器。
2.压力传感器设计2.1材料选择选择良好的压电材料是设计高精度压力传感器的关键。
对于电气特性稳定、机械强度高的陶瓷材料，一般采用压电单晶体或压电陶瓷。
在具体选择时，需根据实际需求选定性能良好的材料。
2.2结构设计在传感器的结构设计上，一般采用柱形、螺旋、盘形等结构。
其中，柱形结构压力传感器是应用最为广泛的一种。
在结构设计时需考虑传感器的力学特性，采用合适的结构和尺寸可以实现较高的精度和灵敏度。
2.3制作工艺制作压力传感器一般采用激光切割、电子束加工、化学腐蚀等方法。
其中，针对不同的压电材料需采用不同的工艺，以实现制造高精度的压力传感器。
3.实验结果与分析通过实验，研究了不同材料和结构制作的压力传感器的输出电荷量和灵敏度。
结果表明，某压电单晶体制作的柱形压力传感器输出电荷量和灵敏度都较高，可以实现较高的精度。
4.结论通过对压电材料的选择、结构设计和制作工艺的研究，成功设计了一种高精度的压力传感器。
该传感器通过实验验证了其较高的精度和灵敏度，可以应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。
压电式传感器的原理与影响因素研究
压电式传感器的原理与影响因素研究科技天地53INTELLIGENCE压电式传感器的原理与影响因素研究长江大学段斌压电式传感器是利用材料的压电效应，将被测力、加速度等参数转换为电荷量或电压参数的变化进行输出的一种传感器装置。
它是典型的有源传感器，具有体积小、重量轻、频带宽、灵敏度高等优点。
一、压电效应和压电材料某些晶体当受到一定方向外力的作用时，内部将产生极化现象，同时在它的两个对应晶面上产生符号相反的等量电荷，当外力取消后，电荷也随之消失，这种现象称为压电效应。
当作用力的方向改变时，电荷的极性也随着改变。
相反，当在晶体的极化方向上施加电场作用时，这些晶体会在一定的晶轴方向产生机械变形，外加电场消失，变形也随之消失，这种现象称为逆压电效应（电致伸缩效应）。
目前压电材料可分为三大类：一是压电晶体（单晶），它包括压电石英晶体和其它压电单晶；二是压电陶瓷（多晶半导瓷）；三是新型压电材料，又可分为压电半导体和有机高分子压电材料两种。
二、测量电路1、传感器的等效电路压电晶片受外力作用时，将在两个电极表面产生电荷，这时它相当于一个以压电材料为电介质的电容器，因此，可以把压电式传感器等效为一个与电容并联的电荷源，也可以等效为一个与电容串联的电压源必须指出的是，上述等效电路及其输出，只有在压电器件本身理想绝缘、无泄漏、输出端开路（即Ra =RI=∞）的条件下才成立。
在构成传感器时，总要利用电缆将压电器件接入测量线路或仪器。
这样，就引入了电缆的分布电容Cc、测量放大器的输入电阻Ri 和电容Ci 等形成的负载阻抗影响。
2、压电晶片的串联与并联实际应用中为提高传感器的灵敏度，通常将多个压电晶片组合在一起使用，连接方法有两种：并联或串联。
压电晶片串联时，输出电压比单片时提高一倍，输出电荷量则保持不变。
压电晶片并联时，输出电压与单片时相同，而输出电荷量则是单片时的两倍。
3、测量电路压电式传感器的内阻抗很高，而输出的信号很弱，因此一般不能直接显示和记录，也不能做静态信号的测量。
压电传感器论文
压电传感器摘要：压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。
而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也叫压电传感器。
本文主要介绍压电效应及压电传感器的测量原理，综述当前压电传感器的分类，讨论压电传感器在进一步实用化过程中面临的困难和需要解决的问题，并对其应用前景做的展望。
关键词：压电传感器压电效应分类前景展望一、压电原理1.压电效应一些离子型晶体的电介质（如石英、酒石酸钾钠、钛酸钡等）不仅在电场力作用下，而且在机械力作用下，都会产生极化现象。
即：在这些电介质的一定方向上施加机械力而产生变形时，就会引起它内部正负电荷中心相对转移而产生电的极化，从而导致其两个相对表面（极化面）上出现符号相反的束缚电荷，且其电位移D（在MKS单位制中即电荷密度σ）与外应力张量T成正比；当外力消失，又恢复不带电原状；当外力变向，电荷极性随之而变。
这种现象称为正压电效应，或简称压电效应。
2.压电传感器原理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。
压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。
实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。
二、压电传感器分类压电介质可分为三类，分别是石英晶体、压电陶瓷和高分子压电材料。
1.石英晶体石英晶体是一种天然形成的性能极为优异的单晶体压电材料。
它具有稳定性好、可靠性高、响应速度快、压电常数自然变化率低(在20-200℃时，仅为-0.0001/摄氏度 )等特点，广泛用于制作标准传感器以及高精度传感器。
2.压电陶瓷压电陶瓷是一种人工合成的多晶体压电材料，内部具有大址微观极化区。
压电式传感器在日常生活中的应用
压电式传感器在日常生活中的应用【摘要】本文介绍了压电式传感器工作原理，以及压电式传感器在日常生活中的典型应用。
【关键词】压电式传感器；打火机；汽车；燃气灶1引言压电式传感器拥有结构简单、体积小、重量轻、使用时间长等优异的特点。
它在工业、农业、医疗、军事、航空领域广泛应用，在宇航领域中也有特别多的使用。
它在人们的日常生活中也被广泛的应用，例如打火机、汽车、燃气灶等。
2压电式传感器工作原理压电式传感器的工作原理是以某些物质的压电效应为基础。
对这些物质沿其某一方向施加压力或拉力时会产生变形，由于内部电荷的极化现象，此时这种材料的两个表面将产生符号相反的电荷。
将外力去掉后，它又重新回到不带电状态，这种现象被称为压电效应。
把这种机械能转变为电能的现象称为“正压电效应”。
反之，在某些物质的极化方向上施加电场，它会产生机械变形，当去掉外加电场后，该物质的变形随之消失，把这种电能转变为机械能的现象，称为“逆压电效应”。
它能实现机-电能量的相互转换。
3 压电式传感器日常生活中应用3.1 压电式打火机压电式打火机中有一种压电陶瓷——它是人造多晶体，它的压电机理与石英晶体并不相同。
压电陶瓷材料内的晶粒有许多自发极化的电畴（具有自发极化的晶体中存在一些自发极化取向一致的微小区域称电畴）。
在极化处理以前，各晶粒内电畴任意方向排列，自发极化的作用相互抵消，陶瓷内极化强度为零。
通过在陶瓷上施加外电场极化，电畴自发极化方向转到与外加电场方向一致。
当极化后，各电畴的自发极化在一定程度上还是取向原外加电场方向，陶瓷极化强度也并不恢复到零。
压电陶瓷一旦被压缩，其厚度变化，则两边束缚电荷距离发生变化，其极化电荷减少，与表面的正负离子中和程度降低，使降落在陶瓷表面的正负电荷增多。
这些电荷可通过尖端放电产生电火花，所以只要用手指压一下打火按钮，打火机上的压电陶瓷就能产生高电压，形成电火花而点燃煤气，可以长久使用。
压电打火机于老式由火石和砂轮组成的打火机相比，不仅使用方便，安全可靠，使用长，例如一种钛铅酸铅压电陶瓷制成的打火机可使用100万次以上。
压电式传感器应用
压电式压力传感器原理及应用王佳 050410140摘要：压电式压力传感器可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。
也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。
它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。
本文主要讨论压电式压力传感器原理及压电式压力传感器的光纤传输技术应用在内弹道试验研究中的使用。
关键词：压电式传感器压力内弹道试验压电式压力传感器（piezoelectric type pressure transducer）1.0 压电效应某些离子型晶体电介质（如石英、酒石酸钾钠、钛酸钡等）沿着某一个方向受力而发生机械变形(压缩或伸长)时，其内部将发生极化现象，而在其某些表面上会产生电荷。
当外力去掉后，它又会重新回到不带电的状态，此现象称为“压电效应”。
压电式传感器的原理是基于某些晶体材料的压电效应。
1.1 压电式压力传感器的特点压电式压力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。
压电式压力传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量，如压力、加速度等(见压电式压力传感器、加速度计)。
压电式压力传感器是利用压电材料的压电效应将被测压力转换为电信号的。
由压电材料制成的压电元件受到压力作用时产生的电荷量与作用力之间呈线性关系：Q=kSp式中 Q为电荷量；k为压电常数；S为作用面积；p为压力。
通过测量电荷量可知被测压力大小。
压电式压力传感器的工作原理与压电式加速度传感器和力传感器基本相同，不同的是弹性元件是由膜片等把压力转换成集中力，再传给压电元件。
为了保证静态特性及稳定性，通常多采用压电晶片并联。
在压电式压力传感器中常用的压电材料有石英晶体和压电陶瓷，其中石英晶体应用得最为广泛。
下面是采用石英晶片的膜片式压电压力传感器图。
压电式传感器论文.
压电式传感器论文系部：机电工程系专业：物联网姓名：***班级：1122指导老师：***时间：2013.10.25目录摘要..................................... 引言..................................... 关键词................................... 压电原理................................. 应用背景及实例...........................1.产品展示.............................2.行业应用............................. 测量电路................................. 总结.....................................摘要本文除了重点讲解压电式传感器的应用和测量电路，还介绍压电效应以及一些压电材料。
压电式传感器在测量一些物理量和作为警报器方面有一些很好的应用。
关键词:压电原理，压电效应，石英，压电陶瓷引言：压电现象是100多年前居里兄弟研究石英时发现的。
居里兄弟在研究热电性与晶体对称，发现正负电荷，而且电荷密度与压力大小成正比。
居里兄弟所报道的这些晶体就有后来广为研究的铁电体酒石酸钾钠（罗息盐）。
1881年，应用热力学原理预言了逆压电效应，即电场可以引起与之成正比的应变。
很快这一预言被居了里兄弟用实验所证实了。
1.压电原理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，是一种典型的有源传感器。
通过材料受力作用变形时，气表面会有电荷产生而实现非电量测量。
压电式传感器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。
压电式传感器设计及应用
压电式传感器设计及应用压电式传感器是一种将机械能转化为电能的传感器，具有广泛的应用领域和优良的性能。
本文将介绍压电式传感器的设计原理、结构和工作原理，并以压力传感器和加速度传感器为例，详细介绍其设计和应用。
压电式传感器的设计原理是基于压电效应，即某些晶体在受到外部压力或应变作用时，会产生电荷分离。
压电晶体是压电式传感器的核心组件，常见的压电材料有石英、铅锆酸钛等。
当外力作用于压电晶体时，晶体内部的正负离子会发生位移，从而产生电荷。
通过检测这些电荷的变化，可以得到外部力的信息。
压电式传感器的结构一般包括压电晶体、电极和外壳。
压电晶体通常为薄片状，上下分别贴有电极。
当外力作用于晶体时，压电晶体会发生形变，电极上的电荷也会发生变化。
电极连接到外部电路中，可以测量到电荷变化，从而得到外力的信息。
外壳的作用是保护晶体并提供机械支撑。
压电式传感器的工作原理是利用压电效应和电荷转换原理。
当外力施加在压电晶体上时，晶体会发生形变，其中正负离子的位移产生电荷分离。
电荷会通过电极导线传输到外部电路中，经过放大和处理后，可以得到外力的信息。
压力传感器和加速度传感器是常见的压电式传感器。
压力传感器是测量外部压力的传感器。
其设计实现了将传感器外部所受的压力信号转换为电信号输出的功能。
具体设计时，将压电晶体固定在一个强大的电绝缘背板上，并覆盖上一个具有压力通道的弹性膜片，当压力作用于膜片时，晶体会发生形变，从而产生电荷。
通过测量电荷的变化，可以得到压力的信息。
压力传感器广泛用于工业控制、汽车制造等领域。
加速度传感器是测量加速度的传感器。
其设计实现了将传感器外部所受的加速度信号转换为电信号输出的功能。
加速度传感器通常由一个或多个压电晶体组成。
其中的压电晶体与弹簧连接，当受到外部加速度时，晶体会产生形变，从而产生电荷。
通过测量电荷的变化，可以得到加速度的信息。
加速度传感器广泛用于机械设备、航空航天等领域。
总结起来，压电式传感器是一种基于压电效应的传感器，具有广泛的应用领域。
压电加速度传感器安装谐振频率分析及应用_
摘要压电加速度传感器是以压电材料为转换元件，将加速度输入转化成与之成正比的电荷或电压量输出的装置。
由于压电传感器具有结构简单、工作可靠等一系列优点，目前已经成为冲击振动测量中广泛使用的一种传感器。
本文以磁座式安装压电加速度传感器的安装谐振频率为主要研究对象，以理论力学为基础，建立了由磁座、压电加速度传感器及轴承组成的简单测振系统的力学模型，推导出了该系统安装谐振频率的计算公式。
通过对安装谐振频率的数学公式的分析得出，磁座底面半径、磁座高度及磁座剩磁大小是影响安装谐振频率的关键因素。
借助Matlab仿真，设计了磁座底面半径－安装谐振频率、磁座高度－安装谐振频率、磁座剩磁大小－安装谐振频率和磁座底面半径磁座高度－安装谐振频率四个仿真程序，从中得出在磁座剩磁大小比较理想的情况下，当高度在5mm以下时，应该尽量的选择底面半径较小而高度较高的磁座；当高度大于5mm时，选择底面半径和高度均较小的磁座，这样的结构有助于提高测振系统的安装谐振频率的结论。
为了验证上述理论分析的正确性，以轴承出厂时的质量检验为例，以计算机为平台设计了一个虚拟测振仪器，并以自回归谱方法对采集到的轴承振动信号进行了分析，通过理论分析结果与实际测量结果的对比分析看出，安装谐振频率与磁座高度、磁座底面半径及磁座剩磁大小的大体变化趋势基本正确。
同时，对本文测试结果与触针式安装的测量结果进行了比较，突出显示了磁座式安装的优点。
对理论值与实际测量结果之间的差异进行了误差分析，给出二者差异的主要原因，并就此给出了在振动测量中有助于改善测量结果的一些建议。
作为本论文的主要成果，作者给出了轴承振动测量中选择磁座的一般方法，为今后的在振动测量中选择磁座提供参考。
关键词：轴承振动测量磁座剩磁谐振频率自回归分析误差分析AbstractPiezoelectric acceleration sensor is based on piezoelectricity of piezoelectric material, which can transform information of vibration acceleration into electric charge or voltage. Because of its excellent performances in usage such as its simple structure, high reliability, piezoelectric acceleration sensor has been used widely in measurement of vibration and impact.In this paper, the resonant frequency of vibration measurement system with a piezoelectric acceleration sensor mounted on a magnet base is researched. A mechanics model of measurement system, which is composed of magnet base, Piezoelectric acceleration sensor and measured bearing, is set up on the basic of mechanics theory. The mounting resonant frequency of the system is deduced from the mechanics model. By analysis of the mounting resonant frequency, it can be seen that the radius of bottom surface, height and magnetization intensity of the magnet base are the key factors influencing on the mounting resonant frequency. Four emulators based on Matlab are designed to show the relations of mounted resonant frequency to the key factors.The simulation results have shown that a smaller radius and a larger height are useful to promote the mounting resonant frequency when height is less than five Millimeter and a smaller radius and height are beneficial to promote the mounting resonant frequency when height is over five Millimeter.For verifying the theoretical analysis mentioned above, a virtual instrument is constr- ucted to measure and analyze acceleration signals of bearing vibration. The results of autoregression analysis on the measured signals have shown the validity of the theoretical analysis. Comparing with the probe type of piezoelectric acceleration sensor, the magnet based acceleration sensor could acquire the signals with wider frequency band.The difference between the theoretical analysis and experimental results is discussed and reasonable suggestions to improve the measurement of bearing vibration are presented.A general method as reference selected the magnet base of acceleration sensor is also given in this paper for measurement of bearing vibration.Key words: Bearing Measurement of vibration Magnet base Remanence Resonant frequency Auto-regression analysis Analysis of error。
压电式传感器的发展与应用
压电式传感器的发展和应用摘要：压电式传感器是以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面上产生电荷，从而实现非电量测量。
压电传感元件是力敏感元件，所以它能测量最终能变换为力的那些物理量，例如力、压力、加速度等。
压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点，因此，在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。
关键字：压电式传感器，压电效应，发展与应用正文：1.压电式传感器的工作原理压电效应压电式传感器是利用电解质的压电效应工作的。
某些晶体，在一定方向受到外力作用是，内部将产生极化现象，相应的在晶体的两个表面产生符号相反的电荷;当外力作用除去时，又恢复到不带电状态。
当外力方向改变时，电荷的极性也随之改变，这种现象称为压电效应。
压电材料压电材料分三类压电晶体，如石英等；压电陶瓷，如钛酸钡、锆钛酸铅等；压电半导体，如硫化锌、碲化镉等。
压电式传感器等效电路右图是压电压电式传感器的等效电路。
当压电传感器中的压电晶体承受被测机械应力的作用时，在它的两个极面上出现极性相反但电量相等的电荷。
其电容量为2.压电式传感器的发展压电式传感器的发展压电传感器技术的发展历程可分为三个阶段。
第一个阶段是60～70年代，传感器以电荷输出为主，测量系统包括压电传感器和以电荷放大器为主的信号适调装置；到了80～90年代中期，出现了IEPE(In Electronics Piezoelectricity)传感器，也被称为低阻抗电压输出传感器，它主要解决了压电信号以高阻抗传输带来的一系列问题；第三阶段是90年代中期至今，即插即用智能TEDS混合模式接口传感器国内发展现状在我国压电传感器的研究与应用明显落后于世界先进水平，自70年代以来，压电传感器的应用主要是为了满足航天技术发展的需要。
改革开放之后，随着引进国外先进技术和管理经验，国民经济进入快阶段，现代测量技术的发展与应用成为必然。
对于压电传感器,简述电压放大器的缺点,并提出改进方案
对于压电传感器,简述电压放大器的缺点,并提出改进方案篇一：压电传感器是一种常用的电学传感器,可以测量物体的压力和形变。
压电传感器的输出电压通常很大,因此需要使用电压放大器来放大输出电压,以便进行进一步的分析。
但电压放大器也有一些缺点,例如:1. 非线性失真:电压放大器会使输出电压变得非线性,这可能会导致测量结果的误差。
2. 器件温度升高:在使用电压放大器时,器件可能会温度升高,这可能会影响传感器的精度和寿命。
3. 放大倍数不稳定:电压放大器的放大倍数可能会受到外部因素的影响,例如环境噪声和干扰,这可能会导致放大倍数的不稳定。
为了解决这些问题,我们可以采用以下改进方案:1. 选择合适的电压放大器:我们可以选择合适的电压放大器,例如线性放大电路或非线性放大电路,来降低非线性失真和提高传感器的精度。
2. 控制放大器的增益:我们可以控制电压放大器的增益,以确保放大器的放大倍数的稳定性和可靠性。
3. 采取冷却措施:我们可以采取冷却措施,例如使用冷却风扇或散热器,来降低电压放大器的温度升高。
4. 使用滤波器:我们可以使用滤波器来滤除外部噪声和干扰,提高传感器的精度和稳定性。
综上所述,改进电压放大器的方法可以进一步提高压电传感器的精度和可靠性。
选择合适的电压放大器、控制放大器的增益、采取冷却措施和使用滤波器都是有效的改进方案。
篇二：压电传感器是一种能够测量机械应力的传感器,通常用于测量材料的强度、硬度、密度等物理量。
在压电传感器中,电压放大器是一个重要的组成部分,它可以帮助将压电信号放大并传递到计算机等接收端。
然而,电压放大器也有一些缺点,下面我们来介绍一下。
1. 非线性失真电压放大器的输入信号可能具有一定的非线性特性,这可能会导致放大器输出信号的非线性失真。
这种失真可能会对测量精度产生影响,因此需要对放大器进行优化。
2. 信噪比低电压放大器的放大倍数取决于输入和输出信号之间的电阻值,如果电阻值过大,则放大器的放大倍数会下降,信噪比会下降。
压电生物传感器的研究进展
电传 感 器 发 展迅 速 ， 已广泛 应 用 于 农 业 药 品 残 留检
淀， 从而引起液相黏度和密度 的变化。利用石英 晶体 对所处液体黏度和密度变化 的高度敏感性来检测体 系性 状 的改 变 ， 就是 非质 量效 应 型石英 晶体传 感 器 。 １２ 压 电 效 应 ．
研 究 与 综 述
压 电 生 物 传 感 器 的 研 究 进 展
于 灏 （国家农 业标 准化 监 测与研 究 中心 ＜黑龙 江 ＞ １ ０ ３ ５ ０ ６）
摘要 ： 近年 来 ， 电 生物传 感 器 以其 响应 灵敏 、 异性 高、 压 特 操作 简便 等 特 点广 泛的应 用于农 业 、 医学 、 环 保 、 品 等各 个领 域 ， 食 目前 有很 多对 其性 能优 化 的报 道 。本 文介 绍 了国 内外压 电生物 传感 器 的研 究现
称 为压 电效 应 。压 电效 应分 为 正压 电效 应 和 逆 压 电
效 应 。所 谓 正压 电效 应 是指 当晶体 受 到 某 固定 方 向
剪 切 模式 下 振荡 的 Ａ Ｔ石 英 晶体 ， 设 沉 淀 物质 的厚 假 度非 常 小 ， 且 没有 弹 性 ， 淀 的物 质 与 晶体 表 面 的 并 沉
状 及 其工作 原 理和 传 感 器发展 前 景 。 关 键词 ： 电生物 传感 器 ； 测 ； 用领 域 ； 压 检 应 发展 前 景
生 物 传 感 器 是 通 过 某 种 化 学 或 生 物 的 固 定 技 术 ， 生物识别元件 （ 、 体 、 原 、 酸、 胞 、 把 酶 抗 抗 核 细 动 植物 组 织 等 ） 固定在 换 能器 上 ， 当待 测 物 与生 物 识别 元件 发 生 特 异性 反 应后 ，通 过 换 能 器将 所 产 生 的反 应结 果 转 变 为可 以输 出 、 测 的 电信 号 和光 信 号 等 ， 检 以此 对 待 测 物 质 进 行 定 性 和定 量 分 析 ， 而 达 到 检 从
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压电传感器
摘要：压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。
而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也叫压电传感器。
本文主要介绍压电效应及压电传感器的测量原理，综述当前压电传感器的分类，讨论压电传感器在进一步实用化过程中面临的困难和需要解决的问题，并对其应用前景做的展望。
关键词：压电传感器压电效应分类前景展望
一、压电原理
1.压电效应
一些离子型晶体的电介质（如石英、酒石酸钾钠、钛酸钡等）不仅在电场力作用下，而且在机械力作用下，都会产生极化现象。
即：在这些电介质的一定方向上施加机械力而产生变形时，就会引起它内部正负电荷中心相对转移而产生电的极化，从而导致其两个相对表面（极化面）上出现符号相反的束缚电荷，且其电位移D（在MKS单位制中即电荷密度σ）与外应力张量T成正比；当外力消失，又恢复不带电原状；当外力变向，电荷极性随之而变。
这种现象称为正压电效应，或简称压电效应。
2.压电传感器原理
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。
压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。
实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。
二、压电传感器分类
压电介质可分为三类，分别是石英晶体、压电陶瓷和高分子压电材料。
1.石英晶体
石英晶体是一种天然形成的性能极为优异的单晶体压电材料。
它具有稳定性好、可靠性高、响应速度快、压电常数自然变化率低(在20-200℃时，仅为
-0.0001/摄氏度 )等特点，广泛用于制作标准传感器以及高精度传感器。
2.压电陶瓷
压电陶瓷是一种人工合成的多晶体压电材料，内部具有大址微观极化区。
无外电场作用时，各极化区在晶体中呈杂散状、极化方向各异。
因此压电陶瓷平时呈电中性。
当施加外电场时，极化方向统一。
此时围绕原子核的电子获得动能脱离原子核束缚成为自由电子。
这些自由电子和失去电子显正电性的原子核在外
电场作用下逐渐形成内部微弱势垒电场。
从电工学理论可知，微观上所谓势垒电场就是“两侧堆积电性各异电子组成的作用范围”，宏观上表现为压电陶瓷表面呈现大量电荷。
压电陶瓷不同于自然界其他电介质，在外电场失去时，其内部极化区仍存有很强剩余极化强度，如沿极化方向施加外力，其表面也能产生电荷。
换句话说，压电陶瓷也具有压电效应。
常用的压电陶瓷有钻钦酸铅系列压电陶瓷(PZT)、非铅系压电陶瓷等。
3.高分子压电材料
高分子压电材料是近年来发展较快的一种新型压电材料。
它的特点是压电常数较高，如聚偏二氟乙烯(PVF2或PVDF)的压电常数比压电陶瓷高十几倍，其输出脉冲电压可直接驱动 CMOS集成门电路。
这种材料质地柔软，可以拉伸成薄膜或套管状。
另外，价格便宜，不易破碎，具有防水性。
其测量范围可达80dB,频响范围从0.1Hz直至10九次方Hz。
可见它是一种较为理想的电声材料。
高分子压电材料的工作溢度适用范围为100℃以下，机械强度较低，不耐紫外线照射。
三、总结
不可否认，压电传感器在拥有众多优点的同时，也存在着许多缺点，展望今后的研究重点，可能会有以下几个方面：(1)从研究的成果来看，理论研究离工程实用还有一定的差距，工程实用化方面研究也相当薄弱，具体表现在理论及仿真研究较多，而实验验证相对较少，研究对象以简单的梁板结构较多，对复杂结构的研究还相当欠缺。
(2)压电元件非线性特性的研究。
由于压电材料的极化特性，压电系统只能在一定范围内满足近似的线性要求，并容易受外界多种环境的影响。
非线性特性的存在使压电元件重复性差、检测精度低，瞬态位置响应速度慢，可控性变差，成为压电元件进一步工程应用的主要障碍之一。
为减小这种非线性特性所造成的不良影响，更好地发挥压电元件的性能，国内外很多科研机构从压电元件非线性特性形成机理、外环及内环非线性特性及控制方法等方面开展了相关研究。
(3)压电材料的压电特性有待于进一步提高，这使得压电材料的应用受到极大限制。
各国学者正在努力开发，一旦找到一种优异的压电材料，相信将会取代传统的、笨重的机电换能设备，如电动机、马达等。
到那时，压电研究将会全方位地发展，甚至可能影响到我们生活的各个方面。
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