www.hzvtc.net 湖别跋常栈清院 机电一玉程分院 HUZHOU 项目六：轮胎压力监测仪 职业能力目标要求： 1,掌握压电传感器结构原理； 2,掌握压力测量的主要方法； 3,能进行压力测量电路的设计； 4,学会压力测量电路的调试
项目六：轮胎压力监测仪 职业能力目标要求： 1，掌握压电传感器结构原理； 2，掌握压力测量的主要方法； 3，能进行压力测量电路的设计； 4，学会压力测量电路的调试。 www.hzvtc.net 机电工程分院
www.hzvtc.net 潮州藏常清简 机电工程分院 HUZHOU 一、压电效应 某些晶体，在一定方向受到外力作用时，内部 将产生极化现象，相应地在晶体的两个表面产生符 号相反的电荷；当外力作用除去时，又恢复到不带 电状态。当作用力方向改变时，电荷的极性也随着 改变，这种现象称为压电效应。具有压电效应的物 质很多，如石英晶体、压电陶瓷、压电半导体等
一、 压电效应 某些晶体，在一定方向受到外力作用时，内部 将产生极化现象，相应地在晶体的两个表面产生符 号相反的电荷；当外力作用除去时，又恢复到不带 电状态。当作用力方向改变时，电荷的极性也随着 改变，这种现象称为压电效应。具有压电效应的物 质很多，如石英晶体、压电陶瓷、压电半导体等。 www.hzvtc.net 机电工程分院
www.hzvtc.net 潮别藏常技清简 机电王程分院 HUZHOU 1、石英晶体的压电效应 石英晶体是一种应用广泛的压电晶体
1、石英晶体的压电效应 石英晶体是一种应用广泛的压电晶体。 www.hzvtc.net 机电工程分院
www.hzvtc.net 湖别跋常栈清院 机电工程分院 UZHOU 纵向压电效应产生的电荷为 axx=doxFx 横向压电效应产生的电荷为 根据石英晶体的对称条件XY=XX,所以 gxr -do gF
纵向压电效应产生的电荷为 qxx ＝dxxFx 横向压电效应产生的电荷为 根据石英晶体的对称条件dXY=dXX，所以 XY XY FY b a q = d X Y XX FY b a q = −d www.hzvtc.net 机电工程分院
www.hzvtc.net 潮别藏常技清简 机电工程分院 石英晶体的每一个晶体单元中，有三个硅离子和六 个氧离子，正负离子分布在正六边形的顶角上，如下 图所示。当作用力为零时，正负电荷相互平衡，所以 外部没有带电现象，而受力后破坏了平衡，就带电了。 A 6 2④ F +++++
石英晶体的每一个晶体单元中，有三个硅离子和六 个氧离子，正负离子分布在正六边形的顶角上，如下 图所示。当作用力为零时，正负电荷相互平衡，所以 外部没有带电现象,而受力后破坏了平衡,就带电了。 www.hzvtc.net 机电工程分院
www.hzvtc.net 湖州藏常栈清哮院 机电工程分院 HUZHOU 2,压电材料 压电材料一般应考虑以下主要特性： 1)具有较大的压电常数。 2)压电元件的机械强度高、刚度大并具有较高的固 有振动频率。 3)具有高的电阻率和较大的介电常数。 4)具有较高的居里点。居里点高可以得到较宽的工 作温度范围。 5)压电特性不随时间蜕变，有较好的时间稳定性
2，压电材料 压电材料一般应考虑以下主要特性： 1) 具有较大的压电常数。 2) 压电元件的机械强度高、刚度大并具有较高的固 有振动频率。 3) 具有高的电阻率和较大的介电常数。 4) 具有较高的居里点。居里点高可以得到较宽的工 作温度范围。 5) 压电特性不随时间蜕变，有较好的时间稳定性。 www.hzvtc.net 机电工程分院
www.hzvtc.net 湖州哉常栈清院 机电王程分院 HUZHOU 二、结构型式 在压电式传感 器中，常用两片或 多片组合在一起使 用。由于压电材料 是有极性的，因此 接法也有两种，如 下图所示。图a为并 联接法，图中b为串 联接法， a) b)
二、结构型式 在压电式传感 器中，常用两片或 多片组合在一起使 用。由于压电材料 是有极性的，因此 接法也有两种，如 下图所示。图a为并 联接法，图中b为串 联接法， a) b) www.hzvtc.net 机电工程分院
www.hzvtc.net 湖州藏常栈清哮院 机电工程分院 三、压力监测电路的设计与制作 1、原理电路图 R4 3048别 100p 9 12 10u SI.31 3V 220u 10 13 4.7u CIO 4.7 +C8 0.022μ 47 BM 动
三、压力监测电路的设计与制作 1、原理电路图 www.hzvtc.net 机电工程分院
www.hzvtc.net 湖州藏常技清简 机电工程分院 车内胎被锐物扎破漏气部位的气流声被传声器 BM接收，转换成电信号，经电容C2耦合到晶体三极 管VT放大，再经耦合电容C3、C4并由电位器RP选择 音量后，由SL31集成功率放大器充分放大，由耳机 BE放音。选用SL31(或LA4101)低电压集成功率放大 电路，其使用电压可在2一4.5V间选择，现用3V工作 电源
车内胎被锐物扎破漏气部位的气流声被传声器 BM接收，转换成电信号，经电容C2耦合到晶体三极 管VT放大，再经耦合电容C3、C4并由电位器RP选择 音量后，由SL31集成功率放大器充分放大，由耳机 BE放音。选用SL31(或LA4101)低电压集成功率放大 电路，其使用电压可在2—4.5V间选择，现用3V工作 电源。 www.hzvtc.net 机电工程分院
www.hzvtc.net 湖别跋常栈清院 机电工程分院 2、制作与调试 印制板参考尺寸为65mm×55mm,可自制。 电路板可安装在小盒内，传声器BM由屏蔽传声 器线单独引出，线长1.2m。 在印制电路板非铜箔面装上电池夹。SL31 集成功率放大器焊在铜箔面。元器件全部焊装后， 装上两节电池，旋动电位器RP的拨盘，闭合电 源开关，把电位器旋到约1/3位置处，耳机BE 中有极轻微的“沙沙”声
2、制作与调试 印制板参考尺寸为65mm×55mm，可自制。 电路板可安装在小盒内，传声器BM由屏蔽传声 器线单独引出，线长1.2m。 在印制电路板非铜箔面装上电池夹。SL31 集成功率放大器焊在铜箔面。元器件全部焊装后， 装上两节电池，旋动电位器RP的拨盘，闭合电 源开关，把电位器旋到约1／3位置处，耳机BE 中有极轻微的“沙沙”声。 www.hzvtc.net 机电工程分院