壓電式傳感器的作用原理

壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷。電荷經(jīng)電荷放大器和測(cè)量電路放大和轉(zhuǎn)換后，成為與外力成正比的電輸出。當(dāng)壓電式傳感器受到沿其敏感軸的外力作用時(shí)，在兩個(gè)電極上產(chǎn)生極性相反的電荷，相當(dāng)于一個(gè)電荷源(靜電發(fā)生器)。因?yàn)閴弘娋w是絕緣體，當(dāng)它的兩極收集電荷時(shí)，就相當(dāng)于一個(gè)電容器。其電容沿X軸施加產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng)，沿Y軸施加產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng)，沿兩個(gè)相對(duì)平面施加產(chǎn)生切向壓電效應(yīng)。

壓電式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)

壓電式傳感器用于測(cè)量力和電能轉(zhuǎn)化為電能的非電物理量。其優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、重量輕。缺點(diǎn)是一些壓電材料需要防潮措施，輸出DC響應(yīng)差。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，需要高輸入阻抗電路或電荷放大器。

擴(kuò)展數(shù)據(jù)：壓電傳感器主要參數(shù)：

(1)壓電常數(shù)是衡量材料壓電效應(yīng)強(qiáng)度的參數(shù)，直接影響壓電輸出的靈敏度。

(2)壓電材料的彈性常數(shù)和剛度決定了壓電器件的固有頻率和動(dòng)態(tài)特性。

(3)對(duì)于具有一定形狀和尺寸的壓電元件，其固有電容與介電常數(shù)有關(guān)，固有電容影響壓電傳感器的頻率下限。

(4)在壓電效應(yīng)中，機(jī)械耦合系數(shù)等于轉(zhuǎn)換后的輸出能量(如電能)與輸入能量(如機(jī)械能)之比的平方根，是衡量機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率的重要參數(shù)。壓電材料。

(5)壓電材料的絕緣電阻會(huì)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(kāi)始失去壓電性能的溫度稱為居里點(diǎn)溫度。