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第七章 压电式传感器;上次课内容回顾;? §7-1 压电式传感器?;一、压电效应;2018/5/12;重要特性 （双向有源器件）;二、 压电材料;纳 米 发 电 机;高分子压电材料制作的压电薄膜和电缆;2018/5/12;⑴ 石英晶体的压电效应;石英晶体三个晶轴;石英晶体的产生压电效应的物理过程：;;（P1+P2+P3）X0 （P1+P2+P3）Y=0 （P1+P2+P3）Z=0;2018/5/12;石英晶体切片;2018/5/12;（2） 压电陶瓷的压电效应;2018/5/12;2018/5/12;2018/5/12;三、 压电方程;2018/5/12;F1; 四、 等效电路与测量电路;;电荷型;【例1 】一只x切型的石英晶体压电元件，其d11=2.31×10-12C/N，相对介电常数εr=4.5，横截面积A=5cm2，厚度h=0.5cm。求： (1) 纵向受Fx=9.8N的压力作用时压电片两电极间输出电压值为多大？ (2) 若此元件与高输入阻抗运放连接时连接电缆的电容为Cc=4pF，该压电元件的输出电压值为多大？ ; 前置放大器也有两种形式： 电压放大器：其输出电压与输入电压（传感器的输出电压）成正比； 电荷放大器：其输出电压与输入电荷成正比。; 1、电压放大器 ;电荷放大器是一个具有深度负反馈的高增益放大器。; 五、 压电传感器的应用;2、? 压电式压力传感器;;4、? 压电式传感器的其他应用;2018/5/12;2018/5/12;汽车安全气囊系统;压电式血压传感器;作业：超声多普勒血流记;§7-2 声表面波传感器;一、声表面波的基本原理;瑞利波示意图 ;勒夫波（Love waves） ;;3.声表面波的技术特点;2018/5/12;2018/5/12;SAW器件的工作原理：通过对在压电基片上传播的声信号进行各种处理，并利用声电换能器的特性来完成的。;1、SAW叉指换能器的工作原理;IDTs的参数： （1）叉指对数N；（2）孔径W(指条长度）；（3）指条宽度a；（4）指条间隔宽度b； （5）叉指的周期M。 均匀叉指换能器的指条宽度等于指条间隔宽度，即 a=b=M/4;压电基片内出现的电场分布 ;基片上电极制作流程示意图。（a）基片前处理；（b）镀金属膜； （c）-（d）在金属层上光刻；（e）金属层腐蚀；（f）除胶。;2018/5/12;3、SAW传感器的基本原理;三、SAW传感器的主要应用;1、SAW温度传感器;2、SAW压力传感器;4、SAW气体传感器;结合敏感膜材料的SAW气体检测的基本原理：;与气相色谱相结合，实现不通气??组分时间上的分离。;化学毒剂（GB，GA，GD，以及VX等）的检测应用 －－典型应用;2018/5/12;5. 无线传感器;2018/5/12;工作原理---压电效应 压电材料(石英、压电陶瓷）特性 等效电路及测量电路 压电传感器的应用 SAW传感器的原理及应用