[工學(xué)]壓電式傳感器-在線瀏覽
2024-12-05 23:49本頁面
【正文】 量值時，必須采取一定的措施，使電荷從壓電晶片上經(jīng)測量電路的漏失減小到足夠小程度。 當(dāng) ω(Ca+Cc+Ci)R1 時 ， 由放大器輸入電壓表達(dá)式 ， 式中 Cc為連接電纜電容 ，當(dāng)電纜長度改變時 ， Cc也將改變 ， 因而Uim也隨之變化 。 圖 電荷放大器等效電路 2. 電荷放大器 電荷放大器常作為壓電傳感器的輸入電路 ， 由一個反饋電容 CF和高增益運算放大器構(gòu)成 。 由運算放大器基本特性， 可求出電荷放大器的輸 ficao C)A(CCCAqU??????1 通常 A=104~108 ， 因此 , 當(dāng) 滿足(1+A)CfCa+Cc+Ci時 ， 上式可表示為： Fo CqU ?? 由上式知 ， 電荷放大器的輸出電壓 Uo只取決于輸入電荷與反饋電容 CF， 與電纜電容 Cc無關(guān) ， 且與 q成正比 ， 因此 ， 采用電荷放大器時 ， 即使連接電纜長度在百米以上 ， 其靈敏度也無明顯變化 ， 這是電荷放大器的最大特點 。 壓電式傳感器的應(yīng)用 壓電元件是一種典型的 力敏元件 ，可以用來測量最終能轉(zhuǎn) 換成力的多種物理量。s2s2其一般表達(dá)式為： 式中， Q— 壓電式傳感器輸出電荷量 (C)； Ua— 傳感器的開路電壓 (V)； a— 被測加速度 (m／ s2)。因此，當(dāng)傳感器感受振動體的加速度時，可以列出其 運動方程 式中， y1— 振動體的絕對位移； y0— 質(zhì)量塊的絕對位移。 m/kn ??km/c 2??221()1 ( ) 2 ( )nnnHj??????????22 2 21()[ 1 ( ) ] ( 2 )nnnA??????????22/()1 ( / )[]nna r c tg ? ? ??? ???? ?212()d y tmdt 質(zhì)量塊與振動體之間的 相對位移 就是壓電元件受到作用力后產(chǎn)生的 變形量 ，因此，在壓電元件的線性彈性范圍內(nèi)，有 式中， F— 作用在壓電元件上的力； ky— 壓電元件的彈性系數(shù)。 則 ,壓電式加速度傳感器靈敏度與頻率的關(guān)系為 在 ?/?n相對小的范圍內(nèi)，有 01()yF k y y?? 01()yQ d F d k y y? ? ? ? ?222 2 2
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