目录

  • 1 绪论
    • 1.1 自动检测技术概述、课程简介及课程思政
    • 1.2 传感器概述
    • 1.3 测量误差与数据处理
    • 1.4 传感器的一般特性
    • 1.5 课程思政
    • 1.6 本章测试
    • 1.7 传感器的标定和校准
  • 2 电阻式传感器
    • 2.1 电阻应变片的工作原理
    • 2.2 电阻应变片的测量电路
    • 2.3 电阻应变片的典型应用
    • 2.4 压阻式传感器
    • 2.5 课程思政
    • 2.6 实验
    • 2.7 本章测试
  • 3 电感式传感器
    • 3.1 变磁阻电感式传感器(自感式)
    • 3.2 差动变压器电感式传感器(互感式)
    • 3.3 电涡流电感式传感器(互感式)
    • 3.4 资源拓展-应用-动画
    • 3.5 课程思政
    • 3.6 实验
    • 3.7 本章测试
  • 4 电容式传感器
    • 4.1 工作原理
    • 4.2 测量电路
    • 4.3 应用
    • 4.4 资源拓展-应用-动画
    • 4.5 课程思政
    • 4.6 实验
    • 4.7 本章测试
  • 5 光电式传感器
    • 5.1 概述
    • 5.2 光电效应与光电器件
    • 5.3 光电式编码器
    • 5.4 应用-资源拓展-动画
    • 5.5 课程思政
    • 5.6 实验
    • 5.7 本章测试
  • 6 磁电式传感器
    • 6.1 工作原理
    • 6.2 测量电路
    • 6.3 本章测试
  • 7 霍尔传感器
    • 7.1 工作原理
    • 7.2 测量电路
    • 7.3 应用-资源拓展-动画
    • 7.4 课程思政
    • 7.5 实验
    • 7.6 课堂实录
    • 7.7 本章测试
  • 8 压电式传感器
    • 8.1 工作原理
    • 8.2 测量电路
    • 8.3 应用-资源拓展-动画
    • 8.4 本章测试
  • 9 温度检测
    • 9.1 热电偶
    • 9.2 热电阻
    • 9.3 热敏电阻
    • 9.4 应用-资源拓展-动画
    • 9.5 课程思政
    • 9.6 本章测试
  • 10 题库汇总
    • 10.1 CH1  概述
    • 10.2 CH2 传感器基本特性+误差分析
    • 10.3 CH3   电阻式传感器
    • 10.4 CH4  电感式传感器
    • 10.5 CH5   电容式传感器
    • 10.6 CH6  压电式传感器
    • 10.7 CH7    磁电式传感器
    • 10.8 CH8   热电式传感器
    • 10.9 CH9  光电式传感器
工作原理

学习目标:


1、压电效应

对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时,其内部将产生极化而使其表面出现电荷集聚的现象,也称为正压电效应,是机械能转变为电能。

2、逆压电效应

当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压,那么压电片将产生机械振动,即压电片在电极方向上产生伸缩变形,压电材料的这种现象称为电致伸缩效应。

将电能转变为机械能。

3、压电材料

 (1)石英晶体(单晶体)

石英晶体的化学成分是SiO2,石英晶体是各向异性材料,不同晶向具有各异的物理特性。用X、Y、Z轴来描述。


Z轴:是通过锥顶端的轴线,是纵向轴,称为光轴,沿该方向受力不会产生压电效应。

X轴:经过六棱柱的棱线并垂直于Z轴的轴为X轴,称为电轴(压电效应只在该轴的两个表面产生电荷集聚),沿该方向受力产生的压电效应称为“纵向压电效应”。

Y轴:与X、Z轴同时垂直的轴为Y轴,称为机械轴(该方向只产生机械变形,不会出现电荷集聚)。沿该方向受力产生的压电效应称为“横向压电效应”。



(2)压电陶瓷(多晶体)

压电陶瓷的压电系数比石英晶体大得多(即压电效应更明显),因此用它做成的压电式传感器的灵敏度较高,但稳定性、机械强度等不如石英晶体。

压电陶瓷材料有多种,最早的是钛酸钡(BaTiO3),现在最常用的是锆钛酸铅(PbZrO3-PbTiO3,简称PZT,即Pb、Zr、Ti三个元素符号的首字母组合)等,前者工作温度较低(最高70℃),后者工作温度较高,且有良好的压电性,得到了广泛应用。

(3)压电高分子材料

4、PPT