热释电红外探测器的元器件(二) 热释电红外传感器

热释电红外探测器是由热释电红外传感器(指陶瓷型,下同)、菲涅耳透镜及电子电路组成的一种光电检测装置,它能不接触地检测人体运动时辐射出的红外线并转换成电信号输出。本文介绍热释电红外传感器及与其配套的菲涅耳透镜。热释电红外传感器1.热释电效应 某些强介电物质的表面接受了红外线的辐射能量,其表面产生温度变化,随着温度的上升或下降,在这些物质表面上就会产生电荷的变化,这种现象称为热释电效应,是热电效应的一种。这种现象在钛酸钡之类的强介电质材料上表现得特别显著。若在钛酸钡一类的晶体的上下表面镀膜形成电极,在上表面加以…     

压电陶瓷的原理与简介

压电陶瓷(Piezoelectric Ceramic)是具有压电效应的一种功能陶瓷,是压电材料中的一种。压电效应是指由应力诱导出极化(或电场),或由电场诱导出应力(或应变)的现象。前者为正压电效应,后者为负压电效应,两者统称为压电效应。富佳成公司开发的用于高压电源上的压电变压器(Piezo Transformer)利用正、逆两种压电效应。压电材料如锆钛酸铅或铌镁锆钛酸铅,     

压电陶瓷变压器

<正> 新开发的压电陶瓷变压器是利用压电材料的机电转换特性来实现变压的。压电陶瓷变压器的结构如附图所示。它是由铁电材料(锆-钛酸铅)经高温烧结、高压极化等系列工艺制成的。当压电变压器输入端(驱动部分)加入一定频率的交变电压时,由于逆压电效应,使压电变压器产生沿长度方向上的伸     

柔性传感器——压电舌簧

某些材料在受力时其表面会产生电荷,反之,对它加电压时该材料又具有伸缩性。这样的材料一般称为压电材料,典型的有早已被人们熟知的水晶、罗谢尔盐和广泛实用的钛酸钡、钛锆酸铅(PZT)陶瓷。 除了上述无机材料之外,还研究有机材料,大约在1983年就已研制成功采用有     

声表面波(SAW)传感器(二)

三、声表面波电压传感器在声表面波延迟线的输入和输出换能器间的传播途径压电基片上,施加偏置电场,引起弹性形变,产生改变了延迟时间的效应.利用这种效应于电压测试技术开发了声表面波电压传感器.这种当电场施加于压电材料时,所感应产生的弹性形变S以张量形式给出如下公式:S_(ij)=d(ijk)×E_k i,j=x,y,z (6)式中,d_(ijk)是在K方向施加电场E_k时在i平面上沿j方向的压电常数.图12给出了SAW延迟线被施加偏置电场的示意图.如式(6)所示,电场感应产生弹性形变是基本工作原理,而对于电压传感器有效的弹性形变量为S_(xx)或S_(yy),给出常用的三种材料:PCM压电陶瓷,     

霍耳位移法测量压电陶瓷的压电系数

提出了一种利用霍耳位移传感器测量压电陶瓷的横向压电系数的新方法。该方法利用压电陶瓷的逆压电效应,对压电陶瓷施加一定大小的电压,使其在垂直电场方向上产生微小形变,利用霍耳位移传感器法测量这一微小位移,得到不同电压驱动下压电陶瓷相应的伸长量,通过计算得出该材料的压电系数。实验表明,该方法简单可靠,精确度高,实验结果符合预期。     

压电陶瓷的原理与简介

压电陶瓷(Piezoelectric Ceramic)是具有压电效应的一种功能陶瓷,是压电材料中的一种。压电效应是指由应力诱导出极化(或电场),或由电场诱导出应力(或应变)的现象。前者为正压电效应,后者为负压电效应,两者统称为压电效应。富佳成公司开发的用于高压电源上的压电变压器(Piezo Transformer)利用正、     

压电加速度传感器测量电路的设计

在动态测量中,压电加速度传感器是振动与冲击测量的核心部件。但压电加速度传感器作为一个能产生电荷的高内阻发电元件,产生的电荷量很小。通过一般的测量电路测量压电片上的电荷时,电荷会被输入阻抗迅速泄漏而引入测量误差。因此,提出一种采用集成芯片TL084代替大量分离元件的电荷放大器的测量电路设想。通过与标准电荷放大器的性能对比,实验表明本设计可行,且对研究类似测量系统的设计开发具有一定的借鉴意义,有望应用于各种动态力、机械冲击与振动的测量及声学、医学、力学等领域。     

四自由度压电自感知微夹钳的设计

为提高压电微夹钳操作的灵活性,省掉用于检测其位移的外部传感器,该文设计了一种新型的四自由度压电微夹钳,并采用自感知方法获得其钳指位移。首先,基于两组空间垂直交叉的横向逆压电效应,设计了在夹持方向和垂直夹持方向上同时运动的四自由度压电微夹钳新结构;其次,基于压电晶片在电压作用下发生变形的同时在其表面产生电荷的思想,提出了电荷积分的自感知方法获取压电微夹钳的钳指位移;最后,通过实验测试了压电微夹钳的静动态特性及位移自感知特性。实验结果表明,基于自感知方法获得的位移与基于传感器获得的结果具有较好的一致性。     

基于CTGS的高温压电加速度传感器研究

近年来,航空航天领域的飞速发展要求振动测量技术能耐受更高温度,因此高温压电加速度传感器备受关注。通过优化压电晶体切型和设计质量块结构,该文设计并制备了基于硅酸镓钽钙（CTGS）压电单晶材料的压电加速度传感器。实验结果表明,该传感器的谐振频率约为2.2 kHz。在振动频率为100 Hz~1.1 kHz下,常温时传感器的电荷灵敏度基本稳定,平均值为2.44 pC/g（g=9.8 m/s2）。在常温~600 ℃内,传感器的电荷灵敏度基本保持不变,1.1 kHz振动频率下传感器的电荷灵敏度平均值为2.56 pC/g。该传感器能在600 ℃高温下稳定工作。     

酒石酸钾钠压电晶体轴向的偏振光法测定

在压电材料研究者的努力下,目前已出现新的陶瓷类压电材料,其中钛酸锆酸铅[Pb(ZrTi)O_3]压电体已有代替酒石酸钾钠的趋向.酒石酸钾钠晶体是最早发现的压电晶体,虽然它存在着易于潮解及使用温度范围低的缺点,但由于它的灵敏度迄今尚为最高的压电材料之一,所以作为廉价普及的机电换能器的重要材料而广泛应用于电声、水声及振动的非电量电测中晶体的压电效应与晶体的晶轴有着非常密切的关系,因此在制造和使用晶体时首先应该弄清楚晶体的轴向与其测定方法.     

GaAs MESFET栅取向效应中背栅的作用

根据压电效应模型,本文详细研究了压电电荷对GaAs MESFET沟道与衬底界面耗尽层的影响。认为正压电电荷比负压电电荷所引起的阀值电压漂移大,较好解释了(100)衬底上沿[011]和[011]取向的GaAs MESFET阈值电压非对称反向漂移的现象。     

酒石酸钾钠晶体拾音器(上)

晶体拾音器所常采用的材料不外酒石酸钾钠(NaKC_4H_4O_64H_2O)、磷酸二氢铵(ADP)及钛酸钡(BaTiO_3).其他材料如石英,酒石酸乙烯二铵(EDT)等均不适用,而上述三种常用的晶体也各有优缺点,因此市上存在着各种晶体拾音器.关于这三种常用的压电材料在下节介绍.     

压电晶体材料在激波声学器件中的应用及发展

本文阐述了压电效应及压电晶体材料的应用,主要介绍了压电晶体材料在声体波和声表面波传播中的应用,提出了制造性能良好的声体波和声表面波器件所需材料及材料性能改进的思路。     

聚丙烯压电驻极体薄膜声电传感器的性能

压电驻极体（也称为铁电驻极体）是以空间电荷驻极体为基体的一类新型压电功能材料,这种材料不仅具有与压电陶瓷相近的压电活性,同时拥有柔韧、低介电常数和低声阻抗等特点。本研究制备了基于聚丙烯（PP）压电驻极体薄膜的声电传感器,并采用电压放大电路和电荷放大电路对其在声频下的灵敏度进行了测量。结果表明,PP压电驻极体声电传感器在1 kHz下的电压灵敏度约为0.8 mV/Pa,并在300 Hz~10 kHz的声频范围内有良好的线性输出特性。     

高阻抗电荷输出传感器

压电传感器、水中听音器和某些加速计属于高阻抗传感器,需要能将电荷转移转换成电压变化的放大器。这些器件因为直流输出阻抗高,所以需要适当的缓冲。一种电荷敏感倒相放大器的基本电路如图1所示。电荷传感器有两个基本类型:电容型和电荷发射型。在电容传感器中,电容器两端电压(V_c)保持恒定。电容的改变△C引起电荷变化△Q=△CV_c。这个电荷变化以电压形式传递到运算放大器的输出端,△V_(OUT)=-△Q/C_2=-△CV_c/C_2。     

低温下铌酸锂钠陶瓷的热释电性与弹性研究

在120～320K的温度范围内研究了锂酸锂钠陶瓷的热释电性与弹性,其热释电行为与弹性行为在低温区域内显著反常,表明该陶瓷存在低温铁电-铁电相变。观测到极化方向的热释电系数改变符号及热释电电荷随时间改变极性的现象,弹性变化与次级压电效应是相关的。     

压电式触觉传感器的优化与应用的研究进展

对有机、无机压电材料在压电性能和机械性能上的优劣进行了简单阐述。对压电材料的改进与制备工艺进行了评述,包括掺杂钛酸钡纳米粒子的聚偏二氟乙烯纤维的制备方法、含不同体积分数锆钛酸铅的聚二甲基硅氧烷复合薄膜的制备方法、可3D打印不进行极化具备一定压电性能的压电传感器系统、通过长丝挤压技术制备液晶聚合物-锆钛酸铅复合材料的制备方法。阐述了通过改进结构和使用复合材料的方式提升压电式触觉传感器性能的发展现状,以及压电触觉传感器在医疗诊断、电子皮肤、人工智能、三维力监测方向上的实际应用,最后对压电式触觉传感器的发展进行了总结与展望。     

AlGaN/GaN HEMT 2DEG电致耦合模型的研究

传统计算AlGaN/GaN异质结二维电子气(2DEG)的方法是根据Hooke定律计算c轴方向压应变与拉应变,然后利用压电模量计算出不依赖于栅压的2DEG,称为非耦合模型计算.提出了一种电致耦合模型来计算2DEG,在计算过程中考虑到弛豫度与附加电场对材料压电效应的影响,结果发现,当Al组分x=0.30时,压电极化电荷密度低于传统方法的计算值,两种模型的计算值相差7.17%,由此可见,当电场作用于材料时,材料产生逆压电效应,最终导致压电极化电荷密度降低.     

基于压电陶瓷的结构损伤检测技术

根据压电材料的压电效应,压电陶瓷片(PZT)既可作为传感器又可作为驱动器。将压电陶瓷片粘贴在待测结构的表面,运用压电阻抗技术,对结构中螺栓松动的损伤进行检测分析。实验证明,通过检测压电动态阻抗的变化即可分析出螺栓松动的结构损伤情况。基于压电陶瓷的结构损伤检测技术,可以对机械结构进行实时在线损伤检测,它不仅适用于宏观损伤检测,且在高频激励下,对于微小损伤的检测也非常有效。