压电式加速度传感器
--电压放大器
压电式加速度传感器 由于晶体的压电效应，在振动测量中，电极面所产生的电荷为
qa = d11 F1 由于压电片上承受的压力为F=ma，则在压
电片的工作表面上产生的电荷qa 与被测振动的加速度a的关系为：即
qa = Sq a
比例系数Sq 就是压电式加速度传感器的电荷灵敏度，量纲是[PC / ms- 2 ]或[PC / g]。
压电式加速度传感器 由图可知，传感器的开路电压应为：ua=qa/Ca，
式中Ca为传感器的内部电容量，对于一个特定的传感器来说，Ca为一个确定值。所以
Squa?aua?SV?aCa比例系数为电压灵敏度SV。在通常条件下，当其它条件相同时，几何尺寸较大的加速度传感器有较大的灵敏度。
由于电荷灵敏度Sq、电压灵敏度SV都与加速度成正比，因此压电式传感器就是加速度传感器，称为压电式加速度传感器。所以就利用此关系做成测量线路(适调器)，将电荷的变化变换为电压变化，
压电加速度传感器测量系统 压电加速度传感器测量系统的作用： （1）将压电加速度传感器的高输出阻抗转换为前置放大器的低输出阻抗，以便同后续仪器相匹配。
（2）放大从加速度传感器输出的微弱信号，使电荷信号转换成电压信号。 （3）实现输出电压归一化，与不同灵敏度的加速度传感器相配合，在相同的加速度输入值时，实现相同的输出电压。
压电加速度传感器测量系统 两种基本设计型式 一种是前置放大器的输出电压正比于输入电压，称为电压放大器。此时，需要知道的是传感器的电压灵敏度SV 。
另一种是前置放大器的输出电压正比于加速度传感器的输出电荷，
称为电荷放大器，此时需要知道的是传感器的电荷灵敏度Sq 。
压电加速度传感器测量系统 主要差别 电压放大器的输出电压大小同它的输入连接电缆分布电容有密切关系，
而电荷放大器的输出电压基本上不随输入连接电缆的分布电容而变化。
因此，电荷放大器测量系统适用于那些改变输入连接电缆长度的场所，
特别适用于远距离测量。
电压放大器 压电加速度传感器与所用的电压放大器、传输电缆组成的等效电路如图所示。
等效电容为C=Ca+CC+Ci，等效电阻为 传感器产生的总电荷为qa = dxF。
Ra?RiR?Ra?Ri电压放大器 qa = qa1 + qa2 = dx F
qa1qa1是电容C充电的电荷量，即 u= 。qa2是经电阻R泄漏的电
Cdqa2R，并整理后可得 荷量，即 u=
dtdudFRC?u?dxRdtdt设作用力为：F=Fm sin??t，可得：
电压放大器 特解为 其中
dudRC?u?dxR(Fmsin?t)dtdtu?umsin??t???um?dxFm?R1?(?RC)2或 um?dxFm?21R?(?C)??2结论：
（1）当测量静态参数时（??=0），则um=0，即压电式加速度传感器没有输出，所以它不能测量静态参数。
dxFm（2）当测量频率足够大时（1/R<
电压放大器 （3）当测量低频振动时（1/R>>??C），则um= dxFR·??，即电压 放大器的输入电压是频率的函数，随着频率的下降而下降。 （4）由电压灵敏度SV 与电荷灵敏度Sq关系 SV=Sq/Ca、Sq=qa/a、SV=ua/a、忽略Ra和Ri的影响。
Sqaqau??Ca?CC?CiCa?CC?CiSVCa?aCa??uaCa?CC?CiCa?CC?Ci 电缆电容对电压放大线路测试的影响也是一个主要因素。
电压放大器 压电片 惯性块 引线
超小型电压放大器
电缆插座
绝缘垫 绝缘螺钉
集成式压电
加速度传感器结构示意图
压电式ICP加速度传感器
特点：已由内置测量线路(适配器)变换为电信号，输出为电压的变化。
传感器的机电变换原理 这一节主要掌握的知识点：
1、掌握电压放大器的电荷与电压的变换关系。 2、掌握集成式(ICP)压电加速度传感器的使用方法。
3.8压电式加速度传感器--电压放大器 - 图文
