壓電傳感器實驗：傳感器與檢測技術(shù)實驗裝置-壓電式傳感器振動實驗

原標(biāo)題：傳感器與檢測技術(shù)實驗裝置-壓電式傳感器振動實驗

傳感器與檢測技術(shù)實驗裝置

實驗三十壓電式傳感器振動實驗

一、實驗?zāi)康模?/p>

了解壓電式傳感器測量振動的原理和方法。

二、實驗儀器：

振動源、信號源、直流穩(wěn)壓電源、壓電傳感器模塊、移相檢波低通模塊

三、實驗原理：

壓電式傳感器由慣性質(zhì)量塊和壓電陶瓷片等組成（觀察實驗用壓電式加速度計結(jié)構(gòu)）工作時傳感器感受與試件相同頻率的振動，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在壓電陶瓷片上，由于壓電效應(yīng)，壓電陶瓷產(chǎn)生正比于運動加速度的表面電荷。

四、實驗內(nèi)容與步驟

1．將壓電傳感器安裝在振動梁的圓盤上。

2．將振蕩器的“低頻輸出”接到三源板的“低頻輸入”，并按下圖30-1接線，合上主控臺電源開關(guān)，調(diào)節(jié)低頻調(diào)幅到最大、低頻調(diào)頻到適當(dāng)位置，使振動梁的振幅逐漸增大。

3．將壓電傳感器的輸出端接到壓電傳感器模塊的輸入端Ui1，Uo1接Ui2，Uo2接移相檢波低通模塊低通濾波器輸入Ui，輸出Uo接示波器，觀察壓電傳感器的輸出波形Uo。

圖30-1

五、實驗報告

1．改變低頻輸出信號的頻率，記錄振動源不同振動幅度下壓電傳感器輸出波形的頻率和幅值。并由此得出振動系統(tǒng)的共振頻率。

振動頻率(Hz)返回搜狐，查看更多

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壓電傳感器實驗：壓電傳感器的動態(tài)響應(yīng)實驗.doc

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壓電傳感器實驗：壓電式傳感器測振動實驗.

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實驗二十
壓電式傳感器測振動實驗
、實驗?zāi)康模毫私鈮弘妭鞲衅鞯脑砗蜏y量振動的方法。
二、基本原理：壓電式傳感器是一和典型的發(fā)電型傳感器，其傳感元件是壓電材料，它以
壓電材料的壓電效應(yīng)為轉(zhuǎn)換機理實現(xiàn)力到電量的轉(zhuǎn)換。壓電式傳感器可以對各種動態(tài)力、 機
壓電材料的壓電效應(yīng)為轉(zhuǎn)換機理實現(xiàn)力到電量的轉(zhuǎn)換。
壓電式傳感器可以對各種動態(tài)力、 機
械沖擊和振動進行測量，在聲學(xué)、醫(yī)學(xué)、力學(xué)、導(dǎo)航方面都得到廣泛的應(yīng)用。
1、壓電效應(yīng):
具有壓電效應(yīng)的材料稱為壓電材料， 常見的壓電材料有兩類壓電單晶體， 如石英、酒石 酸鉀鈉等；人工多晶體壓電陶瓷，如鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等。

壓電傳感器實驗：青島科技大學(xué)【AM】一種經(jīng)濟高效的壓電催化傳感器

納米結(jié)構(gòu)壓電半導(dǎo)體利用應(yīng)變誘導(dǎo)壓電場提高了電催化效率，為生物醫(yī)學(xué)、制藥和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的眾多催化過程中的高性能傳感提供了前所未有的可能。青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院羅細(xì)亮教授與美國普渡大學(xué)武文倬教授、愛達(dá)荷國家實驗室丁冬教授聯(lián)合在《Advanced Materials》期刊上發(fā)表了題為“High-performance piezo-electrocatalytic sensing of ascorbic acid with nanostructured wurtzite zinc oxide”的文章（DOI：10.1002/adma.）。
該工作設(shè)計并展示了一種經(jīng)濟高效的壓電催化傳感器，用于檢測與生物代謝和醫(yī)學(xué)治療相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)L-抗壞血酸（AA）。首先通過水熱法制備了ZnO納米棒和納米片，使用有限元法（FEM）模擬納米結(jié)構(gòu)ZnO催化劑中壓電勢的分布，并表征和比較了它們對AA壓電催化的功效。納米結(jié)構(gòu)ZnO催化劑中誘導(dǎo)的壓電極化顯著提高了對AA的電催化功效，與未變形的ZnO NRs和NSs相比，催化效率分別提高了4.72倍和0.5倍。制備的AA傳感器表現(xiàn)出較寬的實際檢測范圍和較低的檢測限。此外該工作還闡明了應(yīng)變ZnO納米結(jié)構(gòu)和AA之間的電荷轉(zhuǎn)移，以揭示相關(guān)壓電催化過程的機制。

此外，ZnO納米結(jié)構(gòu)的低溫合成可支持低成本的大規(guī)模生產(chǎn)，并能夠直接集成到可穿戴電催化傳感器中，其性能可以通過環(huán)境中浪費的機械能來提高，例如人類產(chǎn)生的機械信號。

該研究成果的第一作者是2018級博士研究生劉念祖（獲山東省博士研究生海外研修計劃資助赴美國普度大學(xué)交流學(xué)習(xí)一年），通訊作者為武文倬教授、丁冬教授和羅細(xì)亮教授。