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      類型分類:
      科普知識
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      壓電傳感器

      壓電傳感器的等效電路

      發布日期:2022-10-09 點擊率:230

           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生器。同時,它也是一個電容器,晶體上聚集正負電荷的兩表面相當于電容的兩個極板,極板間物質等效于一種介質,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(石英晶體為4.85);

          ——真空的介電常數()。

          壓電元件電荷Q的開路電壓U可等效為電源與電容串聯或等效為一個電荷源Q和電容Ca并聯,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


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