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壓電式加速度傳感器

 

  壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(占所有加速度傳感器的80%以 上)。因其固有頻率高,有較好的頻率響應(幾千赫至幾十千赫),如果配以電荷放 大器,低頻響應也很好(可低至零點幾赫)。另外,壓電式傳感器體積小、重量輕,缺點是要經常校正靈敏度。
  1.工作原理
  壓縮式壓電加速度傳感器的結構,壓電元件一般由兩片壓 電片組成,采用并聯接法。引線一根接至兩壓電片中間的金屬片電極上,另一根直接與基座相連,壓電片通常用壓電陶瓷材料制成。壓電片上放一塊比重較大的質量塊,然后用一段彈簧和螺栓、螺帽對質量塊預加載荷,從而對壓電片施加預應力。整個組件裝在一個厚基座的金屬殼體中,為了隔離試件的任何應變傳遞到壓電元 件上去,避免產生虛假信號輸出,所以一般要加厚基座或選用剛度較大的材料來制造。   
  測量時,將傳感器基座與試件剛性固定在一起,傳感器與試件感受相同的振動。由于彈簧的作用,質量塊就有一正比于加速度的交變慣性力作用在壓電片上,由于壓電效應,壓電片的兩個表面上就產生交變電荷。當振動頻率遠低于傳感器 的固有頻率時,傳感器的輸出電荷(電壓)與作用力成正比,亦即與試件的加速度成正比。輸出電量由傳感器的輸出端引出,輸人到前置放大器后就可以用普通的測 量儀器測出試件的加速度。如果在放大器中加進適當的積分電路,就可以測出試試件的振動速度或位移。
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