呼吸传感器的研制

利用压电陶瓷的压电效应，研制出一种呼吸传感器，将实验动物呼吸的变化，以电压变化的形式，通过记录仪描记成曲线，为测量实验动物的呼吸频率和呼吸强度，提供了一种新的实验手段。     

压电陶瓷应用简介

也许您对压电陶瓷这个名字感到很陌生,可实际上它早已伴随着您,在您的身边不知疲倦地为您服务着。如:电唱机上用的拾音器、煤气灶上的打火器、照相机闪光灯上的触发器等,这些均是压电陶瓷的杰作。压电陶瓷是一种具有压电特性的陶瓷材料,它具备机械能、电能相互转变的压电效应。其品种繁多,主要有:钛酸钡陶瓷、锆钛酸铅陶瓷、铌酸钠锂陶瓷、铌酸铅锶铋陶瓷等。 压电陶瓷的应用极其广泛,其中最有价值的是用于制造“声纳”。     

基于全息二次曝光法的压电陶瓷逆压电效应测定

论述二次曝光全息干涉计量的原理,分析干涉条纹与物体变形量的关系．利用全息二次曝光法对压电陶瓷的逆压电效应进行测定．实验结果与相关文献一致,表明该方法用于测定材料的逆压电效应是可行的．     

巧用打火机演示压电效应

压电效应是某些介质在力的作用下产生形变时，在介质表面出现异种电荷的现象．实验表明，这种束缚电荷的电量与作用力成正比，而电量越多，相对应的两表面电势差（电压）也越大．这种神奇的效应已被应用到与人们生产、生活、军事、科技密切相关的许多领域，以实现力电转换等功能．例如用压电陶瓷将外力转换成电能的特性，可以生产出不用火石的压电打火机、煤气灶打火开关、炮弹触发引信等．此外，压电陶瓷还可以作为敏感材料，应用于扩音器、电唱头等电声器件；     

利用线阵CCD的迈克尔逊干涉仪测量压电材料的压电系数

将压电陶瓷片固定在迈克尔逊干涉仪的移动镜上,当加在压电陶瓷片上的驱动直流电压增加时,引起压电陶瓷的微小伸长进而引起移动镜的移动,引起光屏上干涉条纹环数目的变化;用线阵CCD(charge coupled device)作为光电传感器件捕捉干涉条纹的光强信号,再将电信号进行模数转换,采取USB接口与微机接口,用C++语言编写程序设计了一种新型的条纹自动计数软件,将这种计数方法与压电系数的测量结合起来,可以自动得出其压电系数.     

路面能量收集:聚偏氟乙烯的混合压电-热释电效应（英文）

目的:研究聚偏氟乙烯的混合压电-热释电效应;评估混合压电-热释电效应在路面能量收集中的潜力。创新点:首次实验验证了混合压电-热释电效应可视为压电效应和热释电效应的代数总和,即压电效应和热释电效应相对独立,既不相互压制也不相互促进。方法:通过分别控制机械荷载和热荷载,实验测定聚偏氟乙烯压电效应、热释电效应及混合压电-热释电效应(图1和2);根据实地交通量和气温变化,通过简化的混合压电-热释电能量收集解析模型,估算美国俄亥俄州东北部地区路面能量收集的潜力(图4)。结论:混合压电-热释电效应可视为压电效应和热释电效应的代数总和;在聚偏氟乙烯路面能量收集的建模中应该同时考虑压电效应和热释电效应;以本文中所选地区和材料为例,热释电效应弱于压电效应;混合压电-热释电效应能量收集效率的提高有望通过新型的纳米复合材料实现。     

压电喷墨驱动器结构优化与仿真分析

压电驱动器利用逆压电效应作为压电喷墨打印机的核心驱动装置,其结构设计及参数优化决定喷墨质量的性能优劣。基于ANSYS软件平台对双压电圆膜陶瓷振子驱动器的振动位移、谐振频率、振动模态及其谐响应进行了计算机仿真研究,并对其材料选择、结构设计及其参数等进行了一系列的优化。实践表明,ANSYS仿真实验不仅为压电驱动喷射装置的系统设计、成型制造及实验研究提供理论依据,而且为学生创新能力和科研能力的培养提供了有利的平台。     

一种灵敏的电池电流检测装置

高二物理(甲种本)书后学生课外实验活动内容七“自制电池”一文,介绍的电池制法比较麻烦。笔者在组织学生课外实验活动时,用音乐集成块(以下简称音乐IC)和一压电陶瓷片装成一灵敏的电流检测装置,用自制电池产生的电流驱动音乐IC发出优美动听的音乐,效果十分明显,制作也极为简单,焊上导线一装即成,且成本低,体积小。由于音乐IC耗电极微,灵敏度很高,实验证明,将锌片和铜片夹上吸满盐水的吸水纸构成电池产生的电流,同样可以驱动音     

环形行波型超声波电机原理与控制系统仿真

超声波电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应工作的新原理微特电机.与传统电磁型电机截然不同,其驱动力矩并非由电磁感应产生,而是由压电陶瓷超声频域的振动转化而来.在电机的研究过程中,必要的数学模型和分析方法是研究系统控制特性和性能分析的基础,是电机结构参数优化设计的有效工具.本文对环形行波型超声波电机的工作原理进行数学推导,将电机的定转子接触简化为二维弹性接触,推导出其接触模型.利用该模型能准确的仿真电机启动时的运行状态.     

用音乐贺年卡做电解质导电性实验

音乐贺年卡是利用音乐集成块和压电陶瓷片来发出音乐声的。由于一般贺年卡均采用进口正品音乐集成块、耗电极微,灵敏度又高,加之发声器件采用的压电陶瓷片灵敏度也高。因此取下来做电解质导电性实验显得极为灵敏、     

音乐IC在中学理化实验中的应用——微弱直流电检测实验

音乐IC灵敏性很高.耗电极微.再配上压电陶瓷片发出动听的音乐,可以构成一个“微弱直流电流检测实验”,用于中学理化实验教学.取代教材中传统古老落后的一些做法,显得极为灵敏、有趣且有新颖感。     

基于压电悬臂梁的振动能量获取装置的建模及数值仿真

振动能是自然环境中广泛存在的一种能量,振动式发电机可将其提取并转换为可直接利用的电能。设计了一种用于收集环境中低频振动能的三质量块压电悬臂梁装置,利用压电薄膜的正压电效应将机械能转化成电能。建立悬臂梁的数学模型,用ANSYS软件建立悬臂梁的仿真模型,然后对其进行模态分析,耦合分析,谐响应分析并绘制出压电振子的频率-电压曲线图。研究结果表明该悬臂梁产生的电压可以满足无线传感器节点的使用要求,且优于单质量块悬臂梁。     

压电材料的蓄电和放电系统

根据压电效应理论,自制了PZT-5H压电陶瓷和磷青铜基板构成双晶压电振子,作为基本元件,使机械能转换电能的效率最大。配合橡胶与弹簧,构建坐压式压电发电装置,经全桥整流后,采集能量,并经放大后,充入蓄电池中存储起来。利用ARM单片机构建智能控制蓄电放电系统,对压电装置的发电实时监测,同时人工选择不同方向供电,提高能源率。该系统可以用在公交等汽车的座位上人流量大的地方推广应用,将人压座位的动能转化为电能,向汽车上的周围装置供电。     

超声光栅实验仪的改进

超声光栅是测量液体中声波传播速度的一种有效方法,是大学物理实验的重要内容之一.原有超声腔由于其结构设计存在缺陷导致现象微弱、难找且不稳定,同时压电陶瓷片极易出现电极腐蚀现象.为此改进了超声腔,摒弃其悬架结构,利用腔体自身平行度保证了衍射效果及稳定性,采用外压盖结构安装压电陶瓷片避免了电极腐蚀.经大量实验验证,新型结构超...     

压电陶瓷·压电效应

你见过压电式打火机(图1)吗?这种打火机中装有一块压电陶瓷。使用时只需按压点火开关,冲击压电陶瓷元件就会在两点火极之间产生火花引燃丁烷气。为什么压电陶瓷在机械冲击力作用下就会在两点火极间发生“放电火花“呢?你可找同类的废打火机来解剖。取出压电陶瓷元件仔细观察。然后如图2所示,左手拇指快速按压弹簧冲击块,右手食指接近(距离2～3mm)导线就会感觉到“电麻手”的刺激。有时你还可看到“放电火花”。实验证明,物体间形成电火花时,在它的两极一定有电压,当足够高的电压才能使气体分子发生电离形成电流,正负电荷中和放出能量,即电能…     

超声光栅测量液体中声速的改进

利用超声光栅测量液体中的声速实验中,由于光波通过超声光栅产生的衍射条纹数量较少,不能很好地进行多级衍射条纹间距的测量,而且无法测量具有腐蚀性的液体。为此,在超声槽及增加超声波功率等方面,进行了一些实验方法和仪器的改进设计与制作,主要是给超声波传感器(压电陶瓷片)增加了一个功率放大器,并将超声槽全部用玻璃制作,便于产生更多级衍射条纹,然后将超声传感器用耦合剂紧贴在全玻璃矩形超声槽外侧,再将全玻璃超声槽与控温系统相连接,控温系统是在传统的蒸汽喷射加热仪的基础上,组合黏滞系数实验部分仪器和温度传感器而做成的。结果表明,改进后的实验装置不仅拓展了实验中所用液体的范围,而且可方便研究声速与被测液体的浓度及温度的关系。利用CCD测量技术实现超声波速度的自动化测量,以减少测量误差。     

压电变压器应用研究

压电变压器是一种基于压电效应的固体电子器件,它利用压电陶瓷材料的正压电效应和逆压电效应,完成机械能与电能之问的相互转换,实现电压的高低变换.本文在介绍其工作原理和种类的基础之上,对现在变压器的应用做了一个简要的综述,并对其发展趋势进行展望.     

能量转换效率达80.8%的压电陶瓷

富士通有限公司开发出世界上能量转换效率最高的压电陶瓷。利用其将电能转换为机械能的功能（加以电压时产生应变）,压电陶瓷被用来生产许多办公自动化设备和家用电器中的陶瓷滤波器和蜂音器。压电单晶,作为一种能量转换效率指数（ｋ３３）高的材料,曾被报道其能量转换...     

音乐集成块在中学物理实验中的应用

音乐集成块具有灵敏度高、耗电低的特点,再配上发声也很灵敏的压电陶瓷片,即可构成一个简单而实用的“微弱直流电流检测装置”,将它用于中学物理实验教学。     

(KxNa1-x)0.94Li0.06NbO3陶瓷的相变特性和压电性能

利用传统陶瓷烧结工艺制备了（KxNa1-x）0.94Li0.06NbO3无铅压电陶瓷,研究了该系列陶瓷的微观晶体结构和压电性能．结果表明．随着组分的变化室温下该系列陶瓷呈现出2个正交-四方相界,分别位于x=0．40和x=0．60附近;组分石的变化对陶瓷的压电性能影响显著,其中x=0．45的（KxNa1-x）0.94Li0.06NbO3陶瓷表现出最优异的压电性能（d33=205pC／N,kp=48．5％）．