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压电式传感器丈量电路_压电式传感器的等效电路

本站为您提供的压电式传感器测量电路_压电式传感器的等效电路,压电式传感器 是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为电的非电物理量。

  压电式传感器概述

  压电式传感器是依据压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转化式传感器。它的灵敏元件由压电资料制成。压电资料受力后外表发生电荷。此电荷经电荷扩大器丈量电路扩大和改换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于丈量力和能改换为电的非电物理量。它的长处是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简略、作业牢靠和重量轻等。缺点是某些压电资料需求防潮办法,并且输出的直流呼应差,需求选用高输入阻抗电路或电荷扩大器来战胜这一缺点。

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  压电式传感器的等效电路

  将压电晶片发生电荷的两个晶面封装上金属电极后,就构成了压电元件。当压电元件受力时,就会在两个电极上发生电荷,因而,压电元件相当于一个电荷源;两个电极之间是绝缘的压电介质,因而它又相当于一个以压电资料为介质的电容器,其电容值为 Ca = εRε0A/δ

  压电元件等效为一个与电容相并联的电荷源,也能够等效为一个与电容相串联的电压源。

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  压电式传感器不能用于静态丈量。压电元件只要在交变力的效果下,电荷才干源源不断地发生,能够供应丈量回路以必定的电流,故只适用于动态丈量。

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  压电式传感器丈量电路

  压电式传感器的内阻很高,要求与高输入阻抗的前置扩大电路合作,与一般的扩大、检波、显现、记载电路衔接,避免电荷的敏捷走漏而使丈量误差削减。

  压电式传感器的前置扩大器的效果有两个:一是把传感器的高阻抗输出变为低阻抗输出;二是把传感器的弱小信号进行扩大。

  依据压电式传感器的作业原理及等效电路,它的输出能够是电荷信号,也能够是电压信号,因而与之配套的前置扩大器也有电荷扩大器和电压扩大器两种方式。

  因为电压前置扩大器的输出电压与电缆电容有关,故现在多选用电荷扩大器。

  (1)电荷扩大器

  并联输出型压电元件能够等效为电荷源。电荷扩大器实际上是一个具有反应电容Cf的高增益运算扩大器电路

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  电荷扩大器的输出电压仅与输入电荷和反应电容有关,电缆电容等其他要素的影响能够忽略不计。

  (2)电压扩大器(阻抗改换器)

  串联输出型压电元件能够等效为电压源,但因为压电效应引起的电容量很小,因而其电压源等效内阻很大,在接成电压输出型丈量电路时,要求前置扩大器不只有满足的扩大倍数,并且应具有很高的输入阻抗。

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