由壓電元件的工作原理可知，壓電式傳感器可以看作一個電荷發(fā)生器。同時，它也是一個電容器，晶體上聚集正負(fù)電荷的兩表面相當(dāng)于電容的兩個極板，極板間物質(zhì)等效于一種介質(zhì)，則其電容量為

    式中：A——壓電片的面積(㎡)；

    d——壓電片的厚度(m)；

    ——壓電材料的相對介電常數(shù)(石英晶體為4.85)；

    ——真空的介電常數(shù)()。

    壓電元件電荷Q的開路電壓U可等效為電源與電容串聯(lián)或等效為一個電荷源Q和電容Ca并聯(lián)，如圖1所示。

圖1 壓電式傳感器的等效電路

    電容器上的電壓Ua、電荷量q和電容量Ca三者關(guān)系為：

    壓電傳感器在實際使用時總要與測量儀器或測量電路相連接，因此還需考慮連接電纜的等效電容Cc，放大器的輸入電阻Ri,輸入電容Ci以及壓電傳感器的泄漏電阻Ra。這樣，壓電傳感器在測量系統(tǒng)中的實際等效電路，如圖2所示。

(a) 電壓源 (b) 電荷源
圖2 壓電傳感器的實際等效電路