壓電式傳感器及應用(編輯修改稿)
2025-05-28 22:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 式傳感器不能用于靜態(tài)測量。壓電元件只有在交變力的作用下，電荷才能源源不斷地產(chǎn)生，可以供給測量回路以一定的電流，故只適用于動態(tài)測量。 26 壓電式傳感器測量電路 ?壓電式傳感器的內(nèi)阻很高，要求與高輸入阻抗的前置放大電路配合，與一般的放大、檢波、顯示、記錄電路連接，防止電荷的迅速泄漏而使測量誤差減少。 ?壓電式傳感器的前置放大器的作用有兩個：一是把傳感器的高阻抗輸出變?yōu)榈妥杩馆敵?；二是把傳感器的微弱信號進行放大。 27 輸出信號 ?根據(jù)壓電式傳感器的工作原理及等效電路，它的輸出可以是電荷信號，也可以是電壓信號，因此與之配套的前置放大器也有電荷放大器和電壓放大器兩種形式。 ?由于電壓前置放大器的輸出電壓與電纜電容有關，故目前多采用電荷放大器。 28 ?并聯(lián)輸出型壓電元件可以等效為電荷源。電荷放大器實際上是一個具有反饋電容 Cf的高增益運算放大器電路 電荷放大器原理圖 29 結(jié)論 ?電荷放大器的輸出電壓僅與輸入電荷和反饋電容有關，電纜電容等其他因素的影響可以忽略不計。 30 （阻抗變換器） ?串聯(lián)輸出型壓電元件可以等效為電壓源，但由于壓電效應引起的電容量很小，因而其電壓源等效內(nèi)阻很大，在接成電壓輸出型測量電路時，要求前置放大器不僅有足夠的放大倍數(shù)，而且應具有很高的輸入阻抗 31 ?在壓電式傳感器中，為了提高靈敏度，往往采用多片壓電晶片粘結(jié)在一起。其中最常用的是兩片結(jié)構(gòu)。由于壓電元件上的電荷是有極性的，因此接法有串聯(lián)和并聯(lián)兩種 ?串聯(lián)接法輸出電壓高，本身電容小，適用于以電壓為輸出量及測量電路輸入阻抗很高的場合；并聯(lián)接法輸出電荷大，本身電容大，因此時間常數(shù)也大，適用于測量緩變信號，并以電荷量作為輸出的場合。 壓電傳感器的基本結(jié)構(gòu) 32 壓電元件的串聯(lián)和并聯(lián)接法 33 ?壓電晶片并聯(lián)可以增大輸出電荷，提高靈敏度。具體使用時，兩片晶片上必須有一定的預緊力，以保證壓電元件在工作時始終受到壓力，同時可以消除兩壓電晶片之間因接觸不良而引起的非線
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