压电式传感器的国内外现状及展趋势.docVIP

硕士研究生课程 《智能传感器技术》（考查） 自选课题 学 院： 自动化工程学院 2011年 5月 20 日 压电式传感器的国内外现状及发展趋势 The Current Situation and Tendency of Piezoelectric Sensor at Home and Aboard 摘 要 压电式传感器是一种典型的自发电式传感器。它具有灵敏度高、使用频带宽、信噪比高、结构简量轻、工作可靠等优点。压电式传感器正不断地向智能化发展。 文章首先介绍了压电传感器的理论基础即压电效应，压电材料，压电方程以及压电传感器的等效电路。接着又介绍了两种压电式传感器。一是PDVF压电式传感即由一种新型压电材料PDVF薄膜制作的传感器，分别阐述了PDVF薄膜的优点，压电特性，用其制作的正余弦压电式传感器以及PDVF压电式传感器测量振动梁的物理量的工作原理。二是IEPE压电加速传感器，包括加速传感器的优点，工作原理以及其在振动压路机振动测试中的应用。 关键词：压电式传感；IEPE加速计；加速度传感器；PDVF压电模 Abstract The piezoelectric sensor is a kind of typically spontaneous electricity sensor. It has the advantages of high sensitivity, wide frequency band, high signal-to-noise ratio, simple in structure, and reliable lightweight etc. And the piezoelectric sensors are constantly to intelligent development. This paper introduces the basic theory of piezoelectric sensors which are piezoelectric effect, piezoelectric materials, piezoelectric equation and piezoelectric sensor equivalent circuit. Then it introduces two kinds of piezoelectric sensors. One is PDVF piezoelectric sensor which is made by a new type of piezoelectric materials. It respectively explains the advantages of PDVF film, piezoelectric properties, cosine and sine PDVF piezoelectric sensor and the use of measuring vibrates beam. Another is IEPE piezoelectric sensor, including acceleration sensor accelerated the advantages, working principle and the application of vibration compacting roller test. Keywords：piezoelectric sensor, IEPE acceleration, acceleration sensor, PDVF film 目 录 第1章 绪论 1 1.1 压电传感器的特点及发展 1 1.2 压电传感器的国内外发展现状 1 1.3 智能传感器的产生与发展前景 2 第2章 压电传感器的理论基础 4 2.1压电传感器的基本特性 4 2.1.1压电效应 4 2.1.2压电材料 5 2.1.3压电方程与压电常数 5 2.2压电式传感器的等效电路 8 2.3压电式传感器的信号变换电路 9 2.3.1变换电路的必要性 9 2.3.2电压放大器 10 2.3.3电荷放大器 12 第三章 PDVF压电传感器 13 3.1 PVDF压电薄膜 13 3.1.1 PVDF 压电薄模的压电方程 13 3.1.2 PVDF压电薄膜制作传感器的理论分析 14 3.2 PVDF压电传感器的设计 17 3.2.1 梁的弯曲波 17 3.2.2振动粱的基本物理量 19 3.3 传感器的设计 19 3.3.1 形状设计 19 3.3.2正弦传感器的设计 20 3.3.3 余弦传感器的设计 20 3.4正余弦传感器测量物理量的原理