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题目：压电式压力传感器的设计姓名：刘福班级：3 学号：********** 专业：测控技术与仪器目录引言第一章传感器基本原理第二章传感器的基本要求第三章传感器的结构设计第四章传感器的参数计算第五章测量电路信号处理电路总结参考文献一、引言此次压电式力传感器主要阐述了压电式力传感器的具体设计过程。
设计过程主要包括设计格式、设计要求及设计过程中有关压电式力传感器的设计，还有在整个设计过程中的有关计算、与传感器相连的测试电路。
本压电式传感器采用压缩型单项里传感器结构，利用纵向压电效应进行工作，在设计中压电材料采用石英晶体。
由于安装中需施加预紧力，以保证该传感器的线性度良好，故留出一定的过载量，本设计中重点考虑了各部分的面积、刚度等参数，未讨论预紧力的选用范围，可能还存在一些其他因素，如安装误差等可以影响设计传感器的性能，属于正常范围内，使用中可忽略。
压电式传感器的设计，主要是让同学们了解传感器的设计过程，知道如何计算一些参数，如何设计尺寸，如何选择材料，把自己学到的知识熟练灵活的运用起来，活学活用，加深对传感器这门课程的认知。
第一章传感器基本原理1、基本原理：压电效应压电式传感器是基于压电效应的传感器。
是一种自发电式和机电转换式传感器。
它的敏感元件由压电材料制成。
压电材料受力后表面产生电荷。
此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。
常见有以下几种压电效应模型（见图1）图1压电效应可分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,内部就产生电极化,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。
压电式压力传感器原理压电式压力传感器是一种利用压电效应来测量压力的传感器。
压电效应是指某些晶体在受到机械应力时会产生电荷，反之亦然。
利用这一特性，压电式压力传感器可以将受力转换成电信号，从而实现对压力的测量。
下面将详细介绍压电式压力传感器的原理。
首先，压电材料是压电式压力传感器的核心。
常见的压电材料包括石英、石英晶体、陶瓷等。
这些材料在受到外力作用时，会发生形变，从而产生电荷。
这种电荷的大小与受力的大小成正比，因此可以通过测量电荷的大小来确定受力的大小，进而实现对压力的测量。
其次，压电式压力传感器的结构设计也非常重要。
传感器通常由压电材料、电极、外壳等部分组成。
当外部施加压力时，压电材料会产生电荷，电荷会在电极之间产生电压，通过测量电压的大小可以确定受力的大小。
同时，外壳的设计也要考虑到受力的均匀分布，以确保传感器的测量精度。
另外，压电式压力传感器的工作原理还涉及到信号的处理和输出。
传感器输出的电信号通常很小，需要经过放大、滤波等处理才能得到准确的压力数值。
因此，传感器通常会配备放大电路、滤波电路等辅助电路，以确保输出的信号稳定可靠。
最后，压电式压力传感器的应用非常广泛。
它可以用于工业自动化控制、汽车电子系统、医疗设备等领域。
在工业领域，压电式压力传感器可以用于测量液体、气体的压力，实现对生产过程的监控和控制。
在汽车领域，压电式压力传感器可以用于发动机控制系统、制动系统等，提高汽车的安全性和性能。
总之，压电式压力传感器利用压电效应实现对压力的测量，具有测量精度高、响应速度快、结构简单等优点，因此在工业、汽车、医疗等领域得到了广泛的应用。
希望本文对压电式压力传感器的原理有所帮助。
压电式压力传感器原理及应用压电式压力传感器原理及应用自动化研1302班王民军压电式压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。
而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也叫压电式压电传感器。
压电式压力传感器可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。
也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。
它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。
一、压电式传感器的工作原理1、压电效应For personal use only in study and research; not for commercial use 某些离子型晶体电介质（如石英、酒石酸钾钠、钛酸钡等）沿着某一个方向受力而发生机械变形(压缩或伸长)时，其内部将发生极化现象，而在其某些表面上会产生电荷。
当外力去掉后，它又会重新回到不带电的状态，此现象称为“压电效应”。
压电式传感器的原理是基于某些晶体材料的压电效应。
2、压电式压力传感器的特点压电式压力传感器是基于压电效应的传感器。
是一种自发电式和机电转换式传感器。
它的敏感元件由压电材料制成。
压电材料受力后表面产生电荷。
此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。
压电式压力传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量，如压力、加速度等(见压电式压力传感器、加速度计)。
压电式压力传感器是利用压电材料的压电效应将被测压力转换为电信号的。
由压电材料制成的压电元件受到压力作用时产生的电荷量与作用力之间呈线性关系：Q=k*S*p。
For personal use only in study and research; not for commercial use 式中 Q为电荷量；k为压电常数；S为作用面积；p为压力。
通过测量电荷量可知被测压力大小。
压电式压力传感器的工作原理与压电式加速度传感器和力传感器基本相同，不同的是弹性元件是由膜片等把压力转换成集中力，再传给压电元件。
压电式压力传感器的工作原理特点和应用压电式压力传感器是一种常见的压力测量设备，其工作原理基于压电效应。
压电效应是指一些晶体和陶瓷在受到力或压力作用时，会产生电荷或电势差的现象。
压电式压力传感器利用压电材料的这种特性，将受压作用转化为电信号，从而实现对压力的测量。
压电式压力传感器由压电元件、机械变换器和信号处理器组成。
压电元件通常采用压电晶体材料或压电陶瓷材料，这些材料在施加压力时会产生电荷或电势差。
当压力作用在压电元件上时，会导致晶体的晶格结构变形，从而导致晶体内电荷的重新分布。
这种电荷或电势差的变化被机械变换器转化为电压信号，并通过信号处理器进行放大和滤波，最终得到与压力相关的电信号。
1.灵敏度高：压电材料对压力的响应非常灵敏，能够快速、准确地测量压力。
2.适应性强：压电式压力传感器可适用于多种环境和工况，具有较好的耐腐蚀性和耐高温性能。
3.结构简单：压电式压力传感器的结构相对简单，容易制造和维护。
4.抗干扰能力强：压电材料本身的性能使得压力传感器具有良好的抗干扰能力，可以准确测量出压力变化。
1.工业自动化：压电式压力传感器可用于测量工业设备中的液体和气体的压力，如液压系统、气动系统等。
2.汽车行业：压电式压力传感器可用于测量汽车发动机的油压、水压、气压等，以保证汽车的运行安全。
3.医疗设备：压电式压力传感器可用于医疗设备中的血压监测、人体肌肉力度测量等。
4.航空航天：压电式压力传感器可用于航空航天领域中的压力测量，如飞机的油压、气压等。
5.环境监测：压电式压力传感器可用于测量地下水位、土壤压力等环境参数，用于环境监测和地质勘探。
综上所述，压电式压力传感器通过利用压电效应实现对压力的测量，并具有灵敏度高、适应性强、结构简单和抗干扰能力强等特点，广泛应用于工业、汽车、医疗、航空航天等领域。
压电式压力传感器原理
压电式压力传感器是一种通过压电效应来感知压力变化并将其转化为电信号的
传感器。
它主要由压电材料、电极、外壳和连接线组成。
在应用中，压电材料受到外力作用时，会产生电荷，从而产生电压信号。
下面将详细介绍压电式压力传感器的原理。
首先，压电效应是指某些晶体或陶瓷材料在受到力的作用时，会产生电荷。
这
种材料被称为压电材料。
当外力作用于压电材料上时，材料内部的正负电荷会发生重新排列，从而在材料的两个表面上产生电荷。
这种现象被称为正压电效应。
另外，当外力去除后，压电材料会恢复到原来的状态，这种现象被称为逆压电效应。
利用这种特性，压电式压力传感器可以将压力信号转化为电信号。
其次，压电式压力传感器的工作原理是将压电材料固定在测量对象受力的位置上。
当测量对象受到压力时，压电材料会产生电荷，进而产生电压信号。
这个电压信号可以通过连接线传输到数据采集系统或控制系统中，进行信号处理和分析。
从而实现对压力信号的准确测量和监测。
最后，压电式压力传感器的原理可以简单总结为，压力作用于压电材料上时，
压电材料产生电荷，产生电压信号；电压信号经过连接线传输到数据采集系统或控制系统中，进行信号处理和分析；最终实现对压力信号的测量和监测。
总之，压电式压力传感器通过压电效应将压力信号转化为电信号，实现对压力
的准确测量和监测。
它具有灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点，在工业自动化、航空航天、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解压电式压力传感器的工作原理。
压电式压力传感器工作原理
压电式压力传感器是一种常用的传感器，广泛应用于工业控制、机械设备和汽车等领域。
其工作原理是利用压电晶体材料的特性。
压电晶体材料具有压电效应，即受到外力作用时会产生电荷。
常用的压电材料有石英、铅锆钛酸钽等。
压电材料通常以石英片或圆盘的形式存在。
当外部施加压力时，压电材料会发生微小的形变，从而改变了材料中的电荷分布。
这个电荷的改变可以被连接在材料两端的电极感知到，并转换成电压信号。
传感器的结构中通常有一个压电材料圆盘，两侧分别接上金属电极。
当外界施加压力时，压电材料圆盘发生微小形变并产生电荷，在电极上产生电位差。
这个电位差通过连接在电极上的导线传输到电路中。
在电路中，可以使用放大器对信号进行放大处理，并转换成标准的电压或电流输出。
这样，我们就可以通过测量输出的电压或电流值来间接测量外界的压力大小。
需要注意的是，压电式压力传感器在使用时要注意避免过大的压力，以免损坏压电材料。
此外，还要注意传感器与被测量物体的垂直压力方向，以确保测量的准确性。
总结起来，压电式压力传感器通过利用压电材料的压电效应来
实现对外界压力的测量。
它具有结构简单、响应速度快、精度高等优点，在各个领域中都有广泛的应用。
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经过综合的解析选择了由实际中的应用作为研究项目，本文通过介绍一种基于压力传感器实现的实际电路搭建的设计方法，该控制器以压力传感器为核心，通过具备运放来实现放大电路等功能。
另外，使用运放的压力传感器再实际电路搭建中被广泛应用。
通过对模型的设计可以非常好的延伸到具体的应用案例中。
关键词：压力传感器；运放；电路；目录TOC \o "1-3" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc326965022" 第一章绪论 PAGEREF _Toc326965022 \h 1HYPERLINK \l "_Toc326965023" 1.1器械基本组成及制作工艺PAGEREF _Toc326965023 \h 1HYPERLINK \l "_Toc326965024" 1.2压力传感器 PAGEREF_Toc326965024 \h 3HYPERLINK \l "_Toc326965025" 1.2.1压力传感器的原理 PAGEREF _Toc326965025 \h 3HYPERLINK \l "_Toc326965026" 1.3通过运放实现的放大电路的压力传感器 PAGEREF _Toc326965026 \h 4HYPERLINK \l "_Toc326965027" 1.3.1三运放差分放大电路 PAGEREF _Toc326965027 \h 4HYPERLINK \l "_Toc326965028" 1.3.2 UA741运放型号的介绍PAGEREF _Toc326965028 \h 5HYPERLINK \l "_Toc326965029" 1.3.3运算放大器在实际中的应用PAGEREF _Toc326965029 \h 5HYPERLINK \l "_Toc326965030" 第二章电路仿真 PAGEREF_Toc326965030 \h 6HYPERLINK \l "_Toc326965031" 2.1 EWB简介 PAGEREF_Toc326965031 \h 6HYPERLINK \l "_Toc326965032" 2.2 EWB5.0的基本功能 PAGEREF _Toc326965032 \h 6HYPERLINK \l "_Toc326965033" 2.2.1建立电路原理图方便快捷PAGEREF _Toc326965033 \h 6HYPERLINK \l "_Toc326965034" 2.2.2用虚拟仪器仪表测试电路性能参数及波形准确直观 PAGEREF _Toc326965034 \h 6HYPERLINK \l "_Toc326965035" 2.3实际电路的搭建流程 PAGEREF _Toc326965035 \h 7HYPERLINK \l "_Toc326965036" 2.4实际电路在EWB上的波形图PAGEREF _Toc326965036 \h 11HYPERLINK \l "_Toc326965037" 第三章实际电路的搭建 PAGEREF _Toc326965037 \h 21HYPERLINK \l "_Toc326965038" 3.1实际实验电路的搭建 PAGEREF _Toc326965038 \h 21HYPERLINK \l "_Toc326965039" 第四章误差分析 PAGEREF_Toc326965039 \h 24HYPERLINK \l "_Toc326965040" 4.1误差分析 PAGEREF_Toc326965040 \h 24HYPERLINK \l "_Toc326965041" 第五章总结与展望 PAGEREF _Toc326965041 \h 24HYPERLINK \l "_Toc326965042" 5.1总结 PAGEREF_Toc326965042 \h 24HYPERLINK \l "_Toc326965043" 5.2展望 PAGEREF_Toc326965043 \h 25HYPERLINK \l "_Toc326965044" 致谢 PAGEREF_Toc326965044 \h 26HYPERLINK \l "_Toc326965045" 参考文献 PAGEREF_Toc326965045 \h 27第一章绪论传感器是将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量(一般为电量)的装置。
压力传感器原理解析压力传感器是一种广泛应用于工业控制和自动化领域的重要设备，它可以用于测量液体、气体等介质的压力，实现对系统状态的监测和控制。
本文将对压力传感器的基本原理以及常见的工作原理进行详细解析。
一、压力传感器的基本原理压力传感器的基本原理是根据波尔忒弗效应（Piezo-electric effect）实现的。
波尔忒弗效应是指在受到外力作用时，某些晶体会产生电荷的分离和积聚现象。
利用波尔忒弗效应，压力传感器将外力的作用转化为电荷的变化，进而产生电信号输出。
二、电阻式压力传感器电阻式压力传感器又称为应变式电阻压力传感器，它是利用材料在受力时发生形变而改变电阻值的原理进行压力测量的。
电阻式压力传感器通常由弹性元件和电阻应变片组成。
1. 弹性元件：弹性元件是电阻式压力传感器中的重要组成部分，它通常采用金属薄膜或弹簧等材料制成，用于将外部的压力传递给电阻应变片。
2. 电阻应变片：电阻应变片是电阻式压力传感器中的敏感元件，当外力作用于弹性元件时，它会发生形变导致电阻值发生变化。
常见的电阻应变片包括金属薄膜应变片和铂电阻应变片等。
3. 电路测量：通过将电阻应变片与电路连接，可以通过测量电阻值的变化来判断受力情况。
一般采用电桥或电桥变送器等电路进行测量和转换。
三、压电式压力传感器压电式压力传感器是利用压电效应实现压力测量的传感器。
压电效应是指某些晶体在受到压力作用时会产生电荷，这种晶体称为压电晶体。
1. 压电晶体：常见的压电晶体有石英、陶瓷等。
当压电晶体受到压力作用时，晶体内部的电荷分布发生改变，从而产生电势差，实现了力转换为电信号的功能。
2. 电路测量：压电式压力传感器通过将压电晶体与电路连接，利用电荷的变化来测量压力的大小。
一般采用放大电路和滤波器等电路进行信号放大和处理。
四、光纤式压力传感器光纤式压力传感器利用光纤的压阻效应实现压力测量。
光纤式压力传感器采用光纤作为敏感元件，通过在光纤上引入微小的弯曲或拉伸，来监测和测量外部压力。
压力传感器原理图压力传感器是一种能够将外界压力转换成电信号输出的传感器，它在工业自动化、汽车电子、医疗设备等领域有着广泛的应用。
下面我们将介绍压力传感器的原理图及其工作原理。
首先，我们来看一下压力传感器的原理图。
压力传感器通常由压力敏感元件、信号调理电路和输出电路组成。
压力敏感元件负责将外界压力转换成电信号，信号调理电路则对电信号进行放大和滤波处理，最后输出电路将处理后的信号输出给用户。
整个原理图的设计需要考虑到传感器的灵敏度、稳定性、线性度等因素，以确保传感器能够准确可靠地工作。
压力传感器的工作原理是基于压力敏感元件的特性。
常见的压力敏感元件有电阻式、电容式和压电式等。
以电阻式压力传感器为例，当外界施加压力时，压力敏感元件的电阻值会发生变化，通过信号调理电路放大和滤波处理后，最终输出一个与压力大小成正比的电压或电流信号。
这样，用户就可以通过测量输出信号来获取外界压力的大小。
在实际应用中，压力传感器的原理图设计需要考虑到多种因素。
首先是传感器的灵敏度，即对外界压力变化的响应能力。
其次是稳定性，传感器在长时间使用过程中需要保持稳定的输出特性。
此外，线性度、温度补偿、防水防尘等特性也需要在原理图设计中进行考虑。
除了原理图设计，压力传感器的工作原理也与其应用领域密切相关。
在工业自动化中，压力传感器常用于测量管道压力、液体水位等参数，从而实现对工艺流程的监控和控制。
在汽车电子中，压力传感器则用于发动机控制系统、制动系统等部件的压力监测。
在医疗设备中，压力传感器则可以用于呼吸机、血压仪等设备中，实现对生命体征的监测和诊断。
总之，压力传感器的原理图设计和工作原理是实现其准确可靠工作的关键。
通过合理的原理图设计和深入理解其工作原理，我们可以更好地应用压力传感器于各个领域，实现更多的应用价值。
题目：压电式压力传感器的设计姓名：刘福班级：3 学号：********** 专业：测控技术与仪器目录引言第一章传感器基本原理第二章传感器的基本要求第三章传感器的结构设计第四章传感器的参数计算第五章测量电路信号处理电路总结参考文献一、引言此次压电式力传感器主要阐述了压电式力传感器的具体设计过程。
设计过程主要包括设计格式、设计要求及设计过程中有关压电式力传感器的设计，还有在整个设计过程中的有关计算、与传感器相连的测试电路。
本压电式传感器采用压缩型单项里传感器结构，利用纵向压电效应进行工作，在设计中压电材料采用石英晶体。
由于安装中需施加预紧力，以保证该传感器的线性度良好，故留出一定的过载量，本设计中重点考虑了各部分的面积、刚度等参数，未讨论预紧力的选用范围，可能还存在一些其他因素，如安装误差等可以影响设计传感器的性能，属于正常范围内，使用中可忽略。
压电式传感器的设计，主要是让同学们了解传感器的设计过程，知道如何计算一些参数，如何设计尺寸，如何选择材料，把自己学到的知识熟练灵活的运用起来，活学活用，加深对传感器这门课程的认知。
第一章传感器基本原理1、基本原理：压电效应压电式传感器是基于压电效应的传感器。
是一种自发电式和机电转换式传感器。
它的敏感元件由压电材料制成。
压电材料受力后表面产生电荷。
此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。
常见有以下几种压电效应模型（见图1）图1压电效应可分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,内部就产生电极化,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、面切变型5种形式。
（见图2）。
图22、石英的晶体结构为六方晶体系，化学式为SiO2。
定义：x：两平行柱面内夹角等分线，垂直此轴压电效应最强,称为电轴。
y ：垂直于平行柱面，在电场作用下变形最大，称为机械轴。
z ：无压电效应，中心轴，也称光轴。
当在电轴方向施加作用力时, 在与电轴x 垂直的平面上将产生电荷, 其大小为Qx = d11 Fx。
式中: d11——x方向受力的压电系数Fx——作用力若在同一切片上, 沿机械轴y方向施加作用力Fy, 则仍在与x轴垂直的平面上产生电荷qy,其大小为Qy=d12Fy a/b式中: d12——y轴方向受力的压电系数d12=-d11a、b——晶体切片长度和厚度（1）当石英晶体未受外力作用时, 正、负离子正好分布在正六边形的顶角上, 形成三个互成120°夹角的电偶极矩P1、P2、P3, P1+P2+P3 = 0, 所以晶体表面不产生电荷, 即呈中性。
（2）当石英晶体受到沿x轴方向的压力作用时, 晶体沿x方向将产生压缩变形,正负电荷重心不再重合,在x轴的正方向出现正电荷, 电偶极矩在y方向上的分量仍为零, 不出现电荷。
（3）当晶体受到沿y轴方向的压力作用时,在x轴上出现电荷, 它的极性为x轴正向为负电荷。
在y轴方向上不出现电荷。
（4）如果沿z轴方向施加作用力, 因为晶体在x方向和y方向所产生的形变完全相同, 所以正负电荷重心保持重合, 电偶极矩矢量和等于零。
这表明沿z轴方向施加作用力, 晶体不会产生压电效应。
3、压电关系表达式：Q=d*F，其中d：压电常数更一般表达式：电荷密度q ，（用单位面积受力表示）其中：i=1,2,3表示晶体极化方向，指的是与产生电荷的面垂直的方向；j=1,2,3,4,5,6表示受力方向，1~3表示x,y.z向受力，4~6表示剪切力方向如q1表示法向矢量为x的两个面产生的电荷受x向（拉）力作用后在z方向产生电荷的表达式：受z向力作用后在z方向产生电荷的表达式：各表达式见图片：第二章传感器的基本要求基本要求1．工作在常温、常压、静态、环境良好2.精度：0.1%FS3.测量范围700kg4.装配图一张，零件图一张5.电路图一张第三章传感器的结构设计传感器的结构设计及计算传感器的结构如下图图一1、顶盖2、敏感元件3、导电片4、基座5、外壁6、预紧螺钉该传感器由顶盖、敏感元件、导电片、基座、外壁、预紧螺钉和输出插座组成。
通过预紧螺钉加预紧力，将顶盖、基座和外壁焊接为一体，输出插座可与同轴低噪声电缆连接。
第四章 传感器的参数计算1、压电晶体（石英）的几何尺寸石英片在机械强度上必须满足公式 δF S ≥式中： S 为石英晶片的受力面积F 为传感器待测力的最大力δ为石英晶体的许用应力，为17.5 2/kg mm本设计中传感器的额定负载为400 kg ，由于包括预紧力，并留出一定的过载量，取最大负载量为700 kg ，因而S ≥ 40 2mm 。
设计中取晶片的长为10 mm ，宽为6 mm ，受力面积60 2mm 。
2、石英片的晶片电容值d Sr 00εε=C这里取每片石英片的厚度为1.2mm ，石英的r ε=4.5，每片石英片的电容0C =1.99pF为了提高传感器的灵敏度，取两片石英片并联方式，所以总的电容大小为3.98pF 。
3、传感器刚度参数计算设在外力F 的作用下，传感器的变形为x δ，12()x F k k δ=+式中：1k 为敏感部分的组合刚度2k 为辅助部分组合刚度图二 在晶片数一定时，112k k k +决定了传感器的精度，因此，在结构设计中应确保112k k k +尽可能大。
根据公式 ES K L= 式中：E:弹性模量S:受力面积L:受力方向厚度石英片的弹性模量为80 GPa ，受力面积为60 2mm ，厚度为2.4 mm ，它的刚 度q k =2.00⨯610mm N导电片（银片）的弹性模量为71 GPa ，受力面积为60 2mm ，厚度为0.1 mm ，它的刚度d k =4.26⨯710 mm N顶盖（铝合金）的弹性模量70 GPa ，受力面积为80 2mm ，厚度为1.0 mm ，它的刚度为t k =5.60⨯610 mm N基座（钛合金）的弹性模量为120.2 GPa ，受力面积为70 2mm ，厚度21 mm ，它的刚度b k =4.01⨯510 mm N预紧螺钉（钢质）的弹性模量为20.5 GPa ，受力面积35 2mm ，厚度为12 mm ，它的刚度s k =5.98⨯410 mm N根据公式322(1)Eh K a μ=- 式中： E:弹性模量h:厚度a:直径μ：材料的泊松系数顶盖的直径为12.1mm ，μ=0.33，所以顶盖的弹性部分刚度't k =5.37⨯210mm N 外壁的受力面积为7 mm ，弹性模量21 GPa ，受力方向厚度为39mm ，它的刚度'b k =3.77⨯310mm N敏感部分组合刚度1k 相当于顶盖，导电片，石英片，基座串联的刚度，即d b q t k k k k k 111111+++==3.13⨯510mm N辅助部分刚度2k 为顶盖弹性部分的抗弯刚度't k 与基座外壁的刚度'b k 串联，再与预紧螺钉刚度s k 并联： s k k k k k k ++⋅='b't 'b 't 2 =6.03⨯410mm N 传感器的总刚度为1k 与2k 的并联 21k k k +==3.73⨯510mm N4、传感器的灵敏度11112q k s n d k k =+ 式中: n 为晶体片的数目11d =2.31 N pC q s =3.88 N pC5、传感器的谐振频率 m k f π210= 式中：m 为传感器的顶盖质量m ρν==（2.7⨯310-⨯80⨯1）g=2.16⨯210-kg所以f=20.91kHz第五章 测量电路信号处理电路1、信号放大电路压电传感器用高保真高阻抗放大器(OPA604)在自控系统或一些检测系统中，常应用压电器件作为传感器，借以实现将非电量变为电信号，这类传感器等效的信号源具有内阻极高且信号很微弱的特点，因而也必须配接高输入阻抗的放大电路，而且放大电路还必须具有精确放大微弱信号的能力。
如图给出了高保真运放OPA604构成的放大电路。
该电路采用同相输入方式后可有效地提高放大器的输入阻抗，为了防止交流干扰，压电信号采用屏蔽线输入，该电路的电压放大倍数为：。
）（1i 0V R 4R 1V V A +==OPA604的主要参数:2,、调制电路只要用乘法器与测量信号x成正比的调制信号Ux= UxmCOSΩt与载波信号Uc= UcmCOSΩt相乘，就可以实现双边带调幅。
3、相乘式相敏检波电路（带着低通滤波电路）如下：电路图如下:MC1496/MC1496B/MC1496P pdf datasheet振幅调制信号的解调过程称为检波。
常用方法有包络检波和同步检波两种。
由于有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。
而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，所以无法用包络检波进行解调，必须采用同步检波方法。
同步检波又分为叠加型同步检波和乘积型同步检波。
利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波是很方便的，其工作原理如下：在乘法器的一个输入端输入振幅调制信号如抑制载波的双边带信号us（t）= usmcoswctcosΩt，另一输入端输入同步信号（即载波信号）uc（t）=ucmcoswc(t)，经乘法器相乘，由式（7-9）可得输出信号U0（t）为若US 为抑制载波的调制信号，经MC1496 同步检波后的输出波形Una有载波信号解调b抑制载波信号的解调总结经过半个月的努力，我的压电式压力传感器终于设计完了，在设计过程中，我遇到了很多问题，以前总是感觉很简单，没有实际动手过。
在这次设计中，我却被这些问题难住了，这就是所谓的知易行难吧。
同时也说明了，我们专业理论知识固然重要，但是缺了实际动手能力，在将理论转化为生产力的时候，就会碰壁！这充分说明了实践能力的重要性。
其次，我认为及时的跟老师联系沟通也很重要，老师懂得毕竟比我们多，经验也丰富，有些理论上的东西运作起来可行，但是实际操作却不行，这就要靠老师的经验。
总之，这次设计，我学到了很多。
参考文献：《测控电路》第四版天津大学。
