分析一下壓電式傳感器的等效電路和參數(shù)

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分析一下壓電式傳感器的等效電路和參數(shù)

來源：哈爾濱芯明天科技有限公司 2019年09月11日 15:37

　　等效電路

　　1、電容效應(yīng)等效原理

　　1）壓電式傳感器結(jié)構(gòu)

　　在壓電晶片的兩個工作面上進行金屬蒸鍍，形成金屬膜，構(gòu)成兩個電極。

　　2、等效電容量

　　當(dāng)壓電傳感器受到沿其敏感軸向的外力作用時，就在兩電極上產(chǎn)生極性相反的電荷，因此它相當(dāng)于一個電荷源（靜電發(fā)生器）。由于壓電晶體是絕緣體，當(dāng)它的兩極表面聚集電荷時，它又相當(dāng)于一個電容器，其電容量為沿 x 軸方向加力產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng),沿 y 軸加力產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng),沿相對兩平面加力產(chǎn)生切向壓電效應(yīng)。

　　3、等效電壓

　　當(dāng)壓電晶體受外力作用時，兩表面產(chǎn)生等量的正、負(fù)電荷 Q ，可求出其開路電壓（負(fù)載電阻為無窮大時）

　　1）壓電式傳感器既可等效為電荷源又可等效為電容器，其等效電路可認(rèn)為是二者的并聯(lián)；也可認(rèn)為是一個電壓源和一個電容器串聯(lián)。其中 Ra為壓電元件的漏電阻.

　　2）壓電式傳感器測試系統(tǒng)等效電路

　　壓電式傳感器工作時，需與二次儀表配套使用。Cc為傳感器電纜電容，Ri為放大器輸入電阻，Ci為輸入電容。

　　主要參數(shù)

　?。?）壓電常數(shù)是衡量材料壓電效應(yīng)強弱的參數(shù), 它直接關(guān)系到壓電輸出的靈敏度。

　?。?）壓電材料的彈性常數(shù)、剛度決定著壓電器件的固有頻率和動態(tài)特性。

　　（3）對于一定形狀、尺寸的壓電元件, 其固有電容與介電常數(shù)有關(guān); 而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限。

　?。?）在壓電效應(yīng)中,機械耦合系數(shù)等于轉(zhuǎn)換輸出能量（如電能）與輸入的能量（如機械能）之比的平方根; 它是衡量壓電材料機電能量轉(zhuǎn)換效率的一個重要參數(shù)。

　　（5）壓電材料的絕緣電阻將減少電荷泄漏, 從而改善壓電傳感器的低頻特性。

　　（6）壓電材料開始喪失壓電特性的溫度稱為居里點溫度。

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