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醫用傳感器ppt課件(編輯修改稿)

2026-02-15 20:51 本頁面

　

【文章內容簡介】線代表形變后的情況） F －＋間的距離變大，極化強度也變大，因此電極上又吸附一部分自由電荷而出現充電現象。這種由機械能轉變為電能的現象，就是正壓電效應。同樣，若在陶瓷片上加一個與極化方向相同的電場，如圖，由于電場的方向與極化強度的方向相同，所以電場的作用使極化強度增大。這時，陶瓷片內的正負束縛電荷之間距離也增大，就是說，陶瓷片沿極化方向產生伸長形變。同理，如果外加電場的方向與極化方向相反，則陶瓷片沿極化方向產生縮短形變。－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－極化方向電場方向Ｅ這種將電能轉變為機械能的現象，就是逆壓電效應。種類： ?壓電單晶體，如石英等； ?壓電陶瓷，如鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等； ?壓電半導體，如硫化鋅、碲化鎘等。對壓電材料特性要求： ① 轉換性能。要求具有較大壓電常數。 ② 機械性能。希望它的機械強度高、剛度大，以期獲得寬的線性范圍和高的固有振動頻率。 ③ 電性能。希望具有高電阻率和大介電常數，以減弱外部分布電容的影響并獲得良好的低頻特性。 ④ 環境適應性強。溫度和濕度穩定性要好，要求具有較高的居里點，獲得較寬的工作溫度范圍。 ⑤ 時間穩定性。要求壓電性能不隨時間變化。 ?壓電材料一、等效電路壓電傳感器在受外力作用時，在兩個電極表面將要聚集電荷，且電荷量相等，極性相反。這時它相當于一個以壓電材料為電介質的電容器，其電容量為式中： ε0為真空介電常數； ε為壓電材料的相對介電常數； d 為壓電元件的厚度； A 為壓電元件極板面積。 dACa?? 0?第二節等效電路和測量電路因此可以把壓電式傳感器等效成一個與電容相并聯的電荷源，如圖 a所示，也可以等效為一個電壓源，如圖 b所示。 Q C au a = Q / C a u 0C au a = Q / C aa)電荷源 b)電壓源壓電傳感器的等效電路壓電傳感器的完整等效電路（ a）電壓源。（ b）電荷源 UaCaRaCcRiCiq RaCcRiCiCe( a ) ( b )壓電傳感器與測量儀表聯接時，還必須考慮電纜電容 CC，前置放大器的輸入電阻 Ri和輸入電容 Ci以及傳感器的絕緣電阻 Ra。壓電傳感器完整的等效電路可表示成圖所示。二、測量電路壓電傳感器的內阻抗很高，而輸出的信號微弱，因此一般不能直接顯示和記錄。壓電傳感器要求測量電路的前級輸入端要有足夠高的阻抗，這樣才能防止電荷迅速泄漏而使測量誤差變大。壓電傳感器的前置放大器有兩個用處：一是把傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出；二

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