压电传感器：工作原理、测量转换与振动频谱分析

第六章压电传感器深入探讨了振动的自谱分析技术，这是自动检测技术中的一个重要组成部分。本章首先介绍了压电效应和逆压电效应，这两种效应是压电传感器的基础。压电效应指的是在某些电介质如石英晶体受到压力作用时，表面会产生电荷，电荷量与施加的力成正比。而逆压电效应则描述了在电介质极化方向上施加交变电压会引发机械变形，撤除电压后变形消失的现象。 压电传感器作为力敏感元件，特别适合测量动态力、动态压力和振动加速度等非电物理量，但由于其不适用于静态参数测量，所以它在动态环境监测和振动控制领域有着广泛的应用。章节中详细讨论了压电元件的构造，包括天然石英晶体的结构，如其六方晶柱形体和三个轴向（光轴、电轴和机械轴）的特性。石英晶体因其压电性质被广泛应用在压电传感器中，如常见的平行六面体切片——晶片。 压电传感器的工作原理部分着重讲解了其内部的测量转换电路，这部分内容对于理解传感器如何将力或振动信号转化为电信号至关重要。电荷放大器在此过程中扮演着关键角色，通过放大微弱的电荷信号，提高传感器的灵敏度和精确度。 此外，章节还涵盖了压电传感器的结构设计，包括不同类型的结构形式以及它们在实际应用中的优缺点。振动测量及频谱分析部分则是对传感器性能评估的一种重要手段，通过对振动信号的频谱分析，可以获取关于振动源的信息，这对于设备健康监控和故障诊断非常有用。 第六章压电传感器的内容覆盖了压电效应的理论基础、压电传感器的工作机制、实际组件设计以及振动测量技术的实践应用，为读者提供了一个全面的压电传感器技术体系，对于从事自动化检测和振动工程的人员来说，这是一份不可或缺的学习资料。