物理与电子电气工程学院实验报告
课程名称：传感器技术
院系：物电学院
专业：电气工程
班级：1412
学号：171408129
姓名：施贤达
实验二、压电式传感器振动实验
一、实验目的
了解压电式传感器的原理；掌握压电式传感器测量振动的原理和方法。

二、实验仪器
振动源、低频振荡器、直流稳压电源、压电传感器模块、移相检波低通模块
三、实验原理
压电式传感器由惯性质量块和压电陶瓷片等组成（观察实验用压电式加速度计结构）工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质量块便有正比于加速度的交变力作用在压电陶瓷片上，由于压电效应，压电陶瓷产生正比于运动加速度的表面电荷。

四、实验内容与步骤
1．压电传感器已安装在振动梁的圆盘上。

2．将振荡器的“低频输出”接到三源板的“低频输入”，并按下图19-1接线，合上主控台电源开关，调节低频幅度到最大、低频频率调到适当位置，使振动梁的振幅最大（达到共振）。

3．将压电传感器的输出端接到压电传感器模块的输入端U i1，用上位机观察压电传感器的输出波形Uo。

图19-1
五、实验报告
1．观察并记录压电传感器在谐振时的输出波形Uo
2. 改变低频输出信号的频率，记录振动源不同振幅下压电传感器输出波形的频率和幅
六、实验结果分析
1.压电传感器在谐振时的输出波形Uo
2.幅度-频率曲线
系统的共振频率为6Hz。

分析：
压电式传感器是基于压电效应的传感器。

原理：某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。

压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。

正压电效应是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。

压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。

逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象，又称电致伸缩效应。

用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。

压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型 5种基本形式。