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壓電式傳感器主講教師：《無人機傳感器技術》壓電與逆壓電效應1壓電材料2測量與轉換電路3目錄壓電式傳感器應用401壓電與逆壓電效應壓電與逆壓電效應正壓電效應壓電與逆壓電效應正壓電效應壓電與逆壓電效應逆壓電效應壓電與逆壓電效應逆壓電效應02壓電材料壓電材料01壓電常數03介電常數05電阻02彈性常數04機械耦合系數06居里點基本參數壓電材料2.1石英晶體SiO2壓電材料2.1石英晶體光軸電軸機械軸壓電材料2.1石英晶體x軸方向將產生壓縮變形x軸的正方向出現正電荷X軸方向受壓x軸上出現電荷x軸正方向為負電荷y軸方向上不出現電荷Y軸方向受壓晶體不會產生壓電效應Z軸方向受壓壓電材料2.2壓電陶瓷靈敏度高成本低多晶壓電材料常用的壓電陶瓷材料鋯鈦酸鉛系列壓電陶瓷（PZT）非鉛系壓電陶瓷（如BaTiO3）壓電材料2.2壓電陶瓷壓電材料2.2壓電陶瓷03測量與轉換電路測量與轉換電路3.1壓電晶片的連接方式（1）并聯（2）串聯輸出電容及極板上的電荷為單塊晶體片的2倍輸出電壓與單片上的電壓相等輸出電荷等于單片上的電荷輸出電壓為單片電壓的2倍總電容為單片的1/2測量與轉換電路3.2等效電路壓電器件可看做一個有源電容器，可等效為電壓源、電荷源。測量與轉換電路3.3壓電式傳感器的測量電路

輸入電壓參考電壓+-高內阻、小功率，不能被檢測儀器直接檢測到電容器的缺點放大傳感器輸出的微弱信號將它的高阻抗輸出變換成低阻抗輸出前置放大器的作用04壓電式傳感器應用電壓式傳感器應用力敏感元件動態力√震動加速度√動態壓力√靜態參數×壓電式傳感器應用4.1測力傳感器當外力作用時，它將產生彈性形變，并將力傳遞到石英晶片上，石英晶片產生壓電效應實現力-電的轉換，并被后級設備測量到。壓電式傳感器應用4.2加速度傳感器壓電元件受慣性力沖擊時，實現力-電的轉換，慣性力是加速度的函數。F=ma壓電式傳感器應用4.3金屬加工切削力測量壓電傳感器輸出信號切削加工時，切削力通過刀具傳給壓電式傳感器，壓電式傳感器將切削力轉換為電信號輸出，根據電信號能測得切削力的變化。壓電式傳感器應用4.4玻璃破碎報警器玻璃受撞擊和破碎時產生振動信號，壓電式傳感器將振動信號轉換為電信號，經過前置放大、帶通濾波后，與一個設定好的閾值電壓進行比較，當超過閾值時，系統將使揚聲器報警。壓電式傳感器應用4.4玻璃破碎報警器玻璃受撞擊和破碎時產生振動信號，壓電式傳感器將振動信號轉換為電信號，經過

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