压电传感器技术及应用：超小型电荷放大器模块

超小型电荷放大器模块-自动检测技术及应用（第2版）课件（第六章 压电传感器） 本资源的标题“超小型电荷放大器模块-自动检测技术及应用（第2版）课件（第六章 压电传感器）”表明该资源主要讲解压电传感器的工作原理、结构和应用，属于自动检测技术及应用的范畴内。 第六章 压电传感器的主要内容包括：压电效应、逆压电效应、压电元件、等效电路、电荷放大器、压电传感器的结构及应用、振动的基本概念、振动传感器及振动频谱分析等。 压电传感器是一种自发电式传感器，它以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质表面产生电荷，从而实现电量电测的目的。压电传感元件是力敏感元件，它可以测量最终能变换为力的那些非电物理量，例如动态力、动态压力、振动加速度等，但不能用于静态参数的测量。 压电效应是指在天然结构的石英晶体呈六角形晶柱，用金刚石刀具切割出一片正方形薄片。当晶体薄片受到压力时，晶格产生变形，表面产生电荷，电荷Q与所施加的力F成正比，这种现象称为压电效应。逆压电效应是指在电介质的极化方向上施加交变电压，它就会产生机械变形。当去掉外加电场时，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应（电致伸缩效应）。 石英晶体是压电传感器的主要材料，它的化学式为SiO2，每个晶胞中有3个硅离子和6个氧离子，一个硅离子和两个氧离子交替排列（氧离子是成对出现的）。沿光轴看去，可以认为是正六边形排列结构。在无外力作用时，硅离子所带正电荷的等效中心与氧离子所带负电荷的等效中心是重合的，整个晶胞不呈现带电现象。 天然石英晶体外形呈六角形晶柱，用金刚石刀具切割出一片正方形薄片。在晶体学中，可用三根相互垂直的轴来表示。其中纵向轴称为光轴，也称z轴，有折光效应，没有压电效应。经过正六面体棱线，并垂直于光轴的轴线称为电轴，也称x轴；经过正六面体的棱面且垂直于光轴的轴线称为机械轴，也称y轴。 压电传感器的结构包括压电元件、电荷放大器、信号处理电路等。压电元件是压电传感器的核心部分，它可以将外力转换为电荷信号。电荷放大器是将电荷信号放大到足以驱动后续电路的程度。信号处理电路是将电荷信号处理为可读取的形式，以便于后续的数据处理和分析。 压电传感器的应用非常广泛，例如在机器人、自动化设备、医疗设备、振动测量等领域都有重要的应用。压电传感器可以测量振动加速度、压力、力等物理量，对于机器人的运动控制、自动化设备的监控、医疗设备的健康监测等都具有重要的意义。 本资源的主要内容是压电传感器的工作原理、结构和应用，它们在自动检测技术及应用中的重要性不言而喻。