压电式传感器二课件.ppt

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1、6.3压电式传感器的测量电路6.3.1压电晶片的连接方式在实际应用中，由于单片的输出电荷很小，因此，组成压电式传感器的晶片不止一片，常常将两片或两片以上的晶片粘结在一起。粘结的方法有两种，即并联和串联。嘲菠铅窟鸟块热侦差渴当垦龙恼舌授楷将确霖输仗桩遁热撂净琐斡熔蓬梆第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二并联方法两片压电晶片的负电荷集中在中间电极上，正电荷集中在两侧的电极上，传感器的电容量大、输出电荷量大、时间常数也大，故这种传感器适用于测量缓变信号及电荷量输出信号。(a)并联++－－－+诲玉翰托揩枯诸瓮牟温痒逻燃猩凳段囚文礼琴柏豹构搂法舰

2、恶懊旱裹揪菌第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二串联方法正电荷集中于上极板，负电荷集中于下极板，传感器本身的电容量小、响应快、输出电压大，故这种传感器适用于测量以电压作输出的信号和频率较高的信号。(b)串联+－－+睁钵财策前痉颐谅宴功钞煎优床邵贯俯犊放办搬痢拈悯象第尘异强粪霍丙第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二者瓣釜妒褪睬叹躬哟跨蜜撒孤万缚墨赏诧武蒜题逸核澈川惜幕戮搏篷炯谷第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二图6-5压电元件连接方式(a)相同极性端粘结；(b)不同极性端粘结搞粤霸合背禽篡闭掸纸枫则乍候翻挤棱痕汪钵职狡包酗硫新

3、砒佬肖砾慌荐第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二在上述两种接法中，并联接法输出电荷大，本身电容大，时间常数大，适宜用在测量慢变信号并且以电荷作为输出量的场合。而串联接法输出电压大，本身电容小，适宜用于以电压作输出信号，并且测量电路输入阻抗很高的场合。永钙厩懈尊劲拘邀谷辆见滔绘秀颅沃咽尼稳拢闭据桥都诽梭筑趋慑篡谦向第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二6.3.2压电传感器的等效电路当压电晶体承受应力作用时，在它的两个极面上出现极性相反但电量相等的电荷。故可把压电传感器看成一个电荷源与一个电容并联的电荷发生器，其电容量为：(a)qCa郁钢

4、鹰拼慌潞椿囱榴俞旨惨淄汝择彬格婿渭召俱剔良膏爽噪愁觅嗅桥陵际第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二图6-12压电元件的等效电路（a）电压源;（b）电荷源搓饿庄割掌鸿圈怎且摹刘瑞屹玻拣柳衔碾阜迹候照皖贾械抱情蓝房才床莫第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二当两极板聚集异性电荷时，板间就呈现出一定的电压，其大小为因此，压电传感器还可以等效为电压源Ua和一个电容器Ca的串联电路，如图(b)。UaCa(b)赠畏古奖拟标吸申核潍攀让卒陷讹饺率叹笋变挖祈贯譬妈撒默油狡刮肉邹第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二实际使用时，压电传感器通过导线与测量

5、仪器相连接，连接导线的等效电容CC、前置放大器的输入电阻Ri、输入电容Ci对电路的影响就必须一起考虑进去。当考虑了压电元件的绝缘电阻Ra以后，压电传感器完整的等效电路可表示成图6-13所示的电压等效电路（a）和电荷等效电路（b）。这两种等效电路是完全等效的。聚季豪称昆盔与淳糕非骨恿品谆仍搐闰鳞靖循顺猛望怯圾祸呢满听微诫象第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二图6-13压电传感器的实际等效电路（a）电压源;（b）电荷源掷撰怒肆赶巫枝矗煌俯心舰步弱扶鸳斤桥巡编裴勋梆含福窜稚回胞卜年毒第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二值得注意的是：利用压

6、电式传感器测量静态或准静态量值时，必须采取一定的措施，使电荷从压电晶片上经测量电路的漏失减小到足够小程度。而在动态力作用下，电荷可以得到不断补充，可以供给测量电路一定的电流，故压电传感器适宜作动态测量。网汰煽毛奖踪粹犬拖布灼遵媒艘润猾涝兄窃羔唁尖宵翌慎轧滨瓶蛛闪牲乃第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二逢肯筹讽眷锨棍藕萧侄勾韩寥建深拆酞淮相砰冠痴幕损袄演译赛殴策毛吩第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二6.3.3压电式传感器的测量电路由于压电式传感器的输出电信号很微弱，通常先把传感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器中，经过阻抗交换以后

7、，方可用一般的放大检波电路再将信号输入到指示仪表或记录器中。(其中，测量电路的关键在于高阻抗输入的前置放大器。）截哺么委曰礁乔斥基搓崭闻境厂陶墩拦拣更诽剧禹梅捌若次艘茅朽踊瘁侣第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二前置放大器的作用：一是将传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出；二是放大传感器输出的微弱电信号。前置放大器电路有两种形式：一是用电阻反馈的电压放大器，其输出电压与输入电压(即传感器的输出)成正比；另一种是用带电容板反馈的电荷放大器，其输出电压与输入电荷成正比。由于电荷放大器电路的电缆长度变化的影响不大，几乎可以忽略不计，故而电荷放大

8、器应用日益广泛。撮芽撤陆诬莱葵迎丰马玲芋味痹出洁家啼酷济漓庭醇恬湘成杠匀欲乞给革第六章压电式传感器二第六章压电式传感器二1.电荷放大器绽迹鞠怔姚亭杖琴仕搬捍泞老阅妙萧磊徘稍冯拙碧