●項目——力的測量●任務——壓電式傳感器測量力壓電材料（1）壓電常數。壓電常數是衡量材料壓電效應強弱的參數，它直接關系到壓電輸出的靈敏度。（2）彈性常數。壓電材料的彈性常數、剛度決定著壓電器件的固有頻率和動態特性。（3）介電常數。對于一定形狀、尺寸的壓電元件，其固有電容與介電常數有關，而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限。（4）機械耦合系數。在壓電效應中，其值等于轉換輸出能量（如電能）與輸入能量（如機械能）之比的平方根，它是衡量壓電材料機電能量轉換效率的一個重要參數。（5）絕緣電阻。電阻壓電材料的絕緣電阻能減少電荷泄漏，從而改善壓電傳感器的低頻特性。（6）居里點。壓電材料開始喪失壓電特性的溫度稱為居里點。主要特性參數?壓電材料——壓電材料的分類及特性壓電式傳感器測量力晶振石英晶體在振蕩電路中工作時，壓電效應與逆壓電效應交替作用，從而產生穩定的振蕩輸出頻率。?壓電材料——壓電材料的分類及特性壓電式傳感器測量力鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷（PZT）妮酸鹽系列壓電陶瓷鈮鎂酸鉛壓電陶瓷（PMN）鈦酸鋇壓電陶瓷●壓電陶瓷√優點：很高的介電常數和較大的壓電系數（約為石英晶體的50倍）。√缺點：是居里溫度低（120℃），溫度穩定性和機械強度不如石英晶體。√壓電系數更大，居里溫度在300℃以上，各項機電參數受溫度影響小，時間穩定性好。√可以獲得不同性能的PZT材料。√是目前壓電式傳感器中應用最廣泛的壓電材料。√以鐵電體鈮酸鉀（KNbO3）和鈮酸鉛（PbNbO3）為基礎。√具有較高的壓電常數（d11=（800~900）×10-12C/N）和居里點（260℃），它能在壓力大至70MPa時正常工作?壓電材料——壓電元件的結構形式壓電式傳感器測量力●基本原理：利用壓電材料的壓電效應這個特性，即當有力作用在壓電元件上時，傳感器就有電荷（或電壓)輸出。并聯接法√兩個壓電片的負端粘接在一起，中間插入的金屬電極成為壓電片的負極，正電極在兩邊的電極上。√

電容量增加了1倍，外力作用下正負電極上的電荷量增加了1倍，輸出電壓與單片時相同。?壓電材料——壓電元件的結構形式壓電式傳感器測量力●基本原理：利用壓電材料的壓電效應這個特性，即當有力作用在壓電元件上時，傳感器就有電荷（或電壓)輸出。串聯接法√兩壓電片不同極性端粘接在一起，從電路上看是串聯的。√

兩壓電片中間粘接處正負電荷中和，上、下極板的電荷量與單片時相同，總電容量為單片的1/2，輸出電壓增大了1倍。壓電式傳感器測量力?壓電式傳感器的應用——壓電式力傳感器●壓電式力傳感器是以壓電元件為轉換元件，輸出電荷與作用力成正比的力-電轉換裝置。●常用的形式：荷重墊圈式，它由基座、蓋板、石英晶片、電極以及引出插座等組成。●主要用于頻率變化不太高的動態力的測量。傳力上蓋壓電片電極電極引出插頭絕緣材料底座絕緣材料壓電式傳感器測量力?壓電式傳感器的應用——壓電式力傳感器壓電傳感器刀架車刀工件壓電傳感器刀具切削力信號壓電式傳感器測量力?壓電式傳感器的應用——壓電式加速度傳感器●優點：靈敏度高、體積小、重量輕、測量頻率上限高、動態范圍大。●缺點：易受外界干擾，在測量前需進行各種校驗。●壓電式加速度傳感器的主要由：壓電元件、質量塊、預壓彈簧、基座及外殼等組成。壓電式傳感器測量力?壓電式傳感器的應用——壓電式加速度傳感器●作用：對質量塊加載，產生預壓力，以保證在作用力變化時晶片始終受到壓縮●