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压电式传感器的等效电路简述

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5.9压电晶片的等效电路压电式传感器可以等效为一个电压源和一只电容Ce的串联,如图5.10所示。图5.10压电式传感器的等效电路压电式传感器在实际使用时,总要与测量仪器或电路相连接,因此,还必须考虑连接电缆的等效电容Cc、放大器的输入阻抗Ri和输入电容Ci。这样,压电式传感器在测量系统中的等效电路如图5.11所示,图中Ce和Rd分别为传感器的电容和漏电阻。

压电式传感器的等效电路简述

当压电晶片受力时,在晶片的两个表面上分别聚集等量的正、负电荷,因此,晶片的两表面相当于一个电容的两个极板,两极板间的物质等效于一种介质。于是,压电晶片相当于一只平行板介质电容器,如图5.9所示,其电容量为

式中 S——极板面积;

d——压电片厚度;

ε——压电材料的介电常数

图5.9 压电晶片的等效电路(www.xing528.com)

压电式传感器可以等效为一个电压源和一只电容Ce的串联,如图5.10(a)所示。由图可知,只有在外电路负载RL无穷大,且内部无漏电时,受力产生的电压U才能长期保持不变;如果负载不是无穷大,则电路就要以时间常数RLCe按指数规律放电。因此,必须在压电式传感器上加交变力,电荷才能不断得到补充,供给测量电路一定的电流,故压电式传感器只适宜作动态测量。

压电式传感器也可以等效为一个电荷源与一个电容并联,此时,电路被视为一个电荷发生器,如图5.10(b)所示。

图5.10 压电式传感器的等效电路

压电式传感器在实际使用时,总要与测量仪器或电路相连接,因此,还必须考虑连接电缆的等效电容Cc、放大器的输入阻抗Ri和输入电容Ci。这样,压电式传感器在测量系统中的等效电路如图5.11所示,图中Ce和Rd分别为传感器的电容和漏电阻

图5.11 压电式传感器在测量系统中的等效电路

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