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压电传感器的等效电路

2014-12-19 07:42| 来源:电工学习网| 查看: 13794| 评论: 0

摘要: 由压电元件的工作原理可知,压电式传感器可以看作一个电荷发生器。同时,它也是一个电容器,晶体上聚集正负电荷的两表面相当于电容的两个极板,极板间物质等效于一种介质, 则其电容量为 式中: A ——压电片的面 ...
     由压电元件的工作原理可知,压电式传感器可以看作一个电荷发生器。同时,它也是一个电容器,晶体上聚集正负电荷的两表面相当于电容的两个极板,极板间物质等效于一种介质, 则其电容量为

      式中: A ——压电片的面积( ㎡ ); 
      d ——压电片的厚度( m );

      ——压电材料的相对介电常数(石英晶体为4.85);

     ——真空的介电常数( )。
     压电元件电荷Q的开路电压U可等效为电源与电容串联或等效为一个电荷源Q和电容Ca并联,如图1所示。

图1 压电式传感器的等效电路

     电容器上的电压Ua、电荷量q和电容量Ca三者关系为 :

     压电传感器在实际使用时总要与测量仪器或测量电路相连接,因此还需考虑连接电缆的等效电容Cc,放大器的输入电阻Ri , 输入电容Ci以及压电传感器的泄漏电阻Ra。这样,压电传感器在测量系统中的实际等效电路, 如图2所示。

(a) 电压源 (b) 电荷源
图2 压电传感器的实际等效电路

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