项目六：轮胎压力监测仪

1. www.hzvtc.net 机电工程分院 项目六：轮胎压力监测仪 职业能力目标要求： 1，掌握压电传感器结构原理； 2，掌握压力测量的主要方法； 3，能进行压力测量电路的设计； 4，学会压力测量电路的调试。

2. www.hzvtc.net 机电工程分院 一、 压电效应 某些晶体，在一定方向受到外力作用时，内部将产生极化现象，相应地在晶体的两个表面产生符号相反的电荷；当外力作用除去时，又恢复到不带电状态。当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变，这种现象称为压电效应。具有压电效应的物质很多，如石英晶体、压电陶瓷、压电半导体等。

3. www.hzvtc.net 机电工程分院 1、石英晶体的压电效应 石英晶体是一种应用广泛的压电晶体。

4. www.hzvtc.net 机电工程分院 纵向压电效应产生的电荷为 qxx＝dxxFx 横向压电效应产生的电荷为 根据石英晶体的对称条件dXY=dXX，所以

5. www.hzvtc.net 机电工程分院 石英晶体的每一个晶体单元中，有三个硅离子和六个氧离子，正负离子分布在正六边形的顶角上，如下图所示。当作用力为零时，正负电荷相互平衡，所以外部没有带电现象,而受力后破坏了平衡,就带电了。

6. www.hzvtc.net 机电工程分院 2，压电材料 压电材料一般应考虑以下主要特性： 1) 具有较大的压电常数。 2) 压电元件的机械强度高、刚度大并具有较高的固有振动频率。 3) 具有高的电阻率和较大的介电常数。 4) 具有较高的居里点。居里点高可以得到较宽的工作温度范围。 5) 压电特性不随时间蜕变，有较好的时间稳定性。

7. www.hzvtc.net 机电工程分院 二、结构型式 在压电式传感器中，常用两片或多片组合在一起使用。由于压电材料是有极性的，因此接法也有两种，如下图所示。图a为并联接法，图中b为串联接法， a) b)

8. www.hzvtc.net 机电工程分院 三、压力监测电路的设计与制作 1、原理电路图

9. www.hzvtc.net 机电工程分院 车内胎被锐物扎破漏气部位的气流声被传声器BM接收，转换成电信号，经电容C2耦合到晶体三极管VT放大，再经耦合电容C3、C4并由电位器RP选择音量后，由SL31集成功率放大器充分放大，由耳机BE放音。选用SL31(或LA4101)低电压集成功率放大电路，其使用电压可在2—4.5V间选择，现用3V工作电源。

10. www.hzvtc.net 机电工程分院 2、制作与调试 印制板参考尺寸为65mm×55mm，可自制。电路板可安装在小盒内，传声器BM由屏蔽传声器线单独引出，线长1.2m。 在印制电路板非铜箔面装上电池夹。SL31集成功率放大器焊在铜箔面。元器件全部焊装后，装上两节电池，旋动电位器RP的拨盘，闭合电源开关，把电位器旋到约1／3位置处，耳机BE中有极轻微的“沙沙”声。

11. www.hzvtc.net 机电工程分院 如有“扑扑”声出现，说明有自激现象，可调节电阻R5，减小SL31集成功率放大器的增益，试试能否消除。 调节电阻R2，使晶体三极管VT的工作电流Ic值在2～3mA。再调节电阻R1，使驻极体传声器BM工作状态较佳。 调试时耳机BE不必戴在头上，以免突发巨大的声响震伤调试者的耳膜。

12. www.hzvtc.net 机电工程分院 四、压电传感器的应用 1. YD型压电式加速度传感器 它的主要优点是；灵敏度高、体积小、重量轻、测量频率上限较高、动态范围大。但易受外界干扰，在测试前需进行各种校验。

13. www.hzvtc.net 机电工程分院 2. 6100系列压电加速度计 压电加速度计是以压电晶体做敏感件。体积小、重量轻、输出信号大，固有频率高，可用于测量振动、冲击等信号。其外形见下图。

14. www.hzvtc.net 机电工程分院 3. HZ-9508型测振表 HZ-9508型测振表是用于旋转机械进行振动测量、简易故障诊断的一种便携式数字显示测振表，用YD型压电式加速度传感器作为表头。它除了可测量一般机械振动产生的加速度、速度、位 移等参数外，还具有测量 齿轮、轴承故障产生的高频 加速度值的功能，并具有低 电压监测功能。其外形结构 如右图所示。