PDF《4.6 压电式传感器》

第四章 常用传感器和敏感元件 ? 等效电路表明 ? 和普通电容器不同的是极板上的电荷是在外力作用下产 生的,若力的作用终止,则电荷也随之消失. ? 负载无穷大,则力不变,电荷不变,如果负载不是无穷 大,出现 电荷泄露现象,电路将按指数规律放电,因 此不适合静态长时间测量. ? 适宜做动态测量. 广东工业大学机电工程学院 4. 测量电路 阻抗变换作用:高阻抗?低阻抗 功率放大作用:放大传感器的微弱信号 电压放大器 ― 高内阻的电压源转换成低内阻的电压源 (阻抗变换器) 输出电压?输入电压 电荷放大器 ― 高内阻的电荷源转换成低内阻的电压源 输出电压?输入电荷 前置放大器的作用 前置放大器 压电传感器 一般仪器 前置放大器 输出阻抗很高 输出阻抗适当降低 压电式传感器产生的电荷量很微弱,本身内阻很大,输出能 量很小.

第四章 常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 ( (1 1)电压放大电路 )电压放大电路 可近似看作输出电压与作用力频率无关 优点:高频响应相当好 缺点:与电缆电容有关 x SC U Ci Cc Ca R RCa U ? ? ? ? ?

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1 Ci Cc Ca R ? ? ?? ? x SC U Ci Cc Ca Ca U ? ? ? ?

第四章 常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 ( (2 2)电荷放大电路 )电荷放大电路 当工作频率足够高时 一般Cf (电荷放大器反馈电容)做成可调的,当(1+A)Cf>>(Ca+Cc+Ci)约10倍以上时,可认为灵敏度 与电缆电容无关.A是开环增益. 优点:与电缆电容无关,灵敏度与电缆长度无关. 缺点:电路复杂,价格昂贵 f f C Q C A AQ U ? ? ? ? ? )

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1 ?? ? 适合远距离 传输

第四章 常用传感器和敏感元件 广东工业大学机电工程学院 5. 应用 (1)直接测量作用力 ? 测量范围:10-3N~104KN ? 动态范围:0.1Hz~20kHz(60dB) ? 方向:单向、或多向 ? 加速度:0.01~100km/s2 ? 特点: ? 响应速度快,适合于高频动态测量. ? 因电荷会泄漏,不宜用作低频信号的测量(