發布日期：2022-10-09 點擊率：275
原標題：傳感器與檢測技術實驗裝置-壓電式傳感器振動實驗
傳感器與檢測技術實驗裝置
實驗三十壓電式傳感器振動實驗
一、實驗目的：
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量塊和壓電陶瓷片等組成（觀察實驗用壓電式加速度計結構）工作時傳感器感受與試件相同頻率的振動，質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，壓電陶瓷產生正比于運動加速度的表面電荷。
四、實驗內容與步驟
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，調節低頻調幅到最大、低頻調頻到適當位置，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的共振頻率。
振動頻率(Hz)返回搜狐，查看更多
責任編輯：
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實驗二十
壓電式傳感器測振動實驗
、實驗目的：了解壓電傳感器的原理和測量振動的方法。
二、基本原理：壓電式傳感器是一和典型的發電型傳感器，其傳感元件是壓電材料，它以
壓電材料的壓電效應為轉換機理實現力到電量的轉換。壓電式傳感器可以對各種動態力、 機
壓電材料的壓電效應為轉換機理實現力到電量的轉換。
壓電式傳感器可以對各種動態力、 機
械沖擊和振動進行測量，在聲學、醫學、力學、導航方面都得到廣泛的應用。
1、壓電效應:
具有壓電效應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。
納米結構壓電半導體利用應變誘導壓電場提高了電催化效率，為生物醫學、制藥和農業領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。青島科技大學化學與分子工程學院羅細亮教授與美國普渡大學武文倬教授、愛達荷國家實驗室丁冬教授聯合在《Advanced Materials》期刊上發表了題為“High-performance piezo-electrocatalytic sensing of ascorbic acid with nanostructured wurtzite zinc oxide”的文章（DOI：10.1002/adma.）。
該工作設計并展示了一種經濟高效的壓電催化傳感器，用于檢測與生物代謝和醫學治療相關的化學物質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）模擬納米結構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。納米結構ZnO催化劑中誘導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變ZnO納米結構和AA之間的電荷轉移，以揭示相關壓電催化過程的機制。
此外，ZnO納米結構的低溫合成可支持低成本的大規模生產，并能夠直接集成到可穿戴電催化傳感器中，其性能可以通過環境中浪費的機械能來提高，例如人類產生的機械信號。
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交流學習一年），通訊作者為武文倬教授、丁冬教授和羅細亮教授。
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