TM0782A壓電式加速度傳感器的基本工作原理

　　TM0782A壓電式加速度傳感器的基本工作原理是基于某些晶體材料(如石英、壓電陶瓷等)的壓電效應(yīng)。當(dāng)這些晶體材料受到外力作用時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，并在兩個(gè)相對(duì)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。這種電荷的產(chǎn)生與外力成正比，因此通過(guò)測(cè)量這些電荷的變化，可以間接地測(cè)量出加速度的大小。
 

　　壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)通常包括質(zhì)量塊、壓電元件和預(yù)緊彈簧系統(tǒng)。其中，質(zhì)量塊用于感應(yīng)外界加速度，壓電元件則將質(zhì)量塊的位移轉(zhuǎn)化為電荷信號(hào)。預(yù)緊彈簧系統(tǒng)則用于確保壓電元件在受力時(shí)能夠正常工作。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為壓縮型、剪切型和環(huán)形剪切型等多種類型。
 

　　壓縮型壓電加速度傳感器具有高機(jī)械強(qiáng)度和高共振頻率，適用于沖擊測(cè)試等各種測(cè)量要求。剪切型壓電加速度傳感器不易受到溫度變化產(chǎn)生的熱電氣影響，具有較高的穩(wěn)定性。環(huán)形剪切型壓電加速度傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計(jì)，但較高的工作溫度會(huì)受到限制。
 

　　TM0782A壓電式加速度傳感器的特性曲線對(duì)于理解其性能至關(guān)重要。其使用上限頻率取決于幅頻曲線中的共振頻率。一般來(lái)說(shuō)，小阻尼的壓電式加速度傳感器，若其上限頻率取為共振頻率的1/3，便可保證幅值誤差低于1dB；若取為共振頻率的1/5，則可保證幅值誤差小于0.5dB，相移小于30°。然而，實(shí)際使用時(shí)由于固定方法的不同，共振頻率和使用上限頻率都會(huì)有所下降。
 

　　靈敏度是壓電式加速度傳感器的一個(gè)重要指標(biāo)。壓電加速度計(jì)屬發(fā)電型傳感器，可把它看成電壓源或電荷源，故靈敏度有電壓靈敏度和電荷靈敏度兩種表示方法。前者是加速度計(jì)輸出電壓(mV)與所承受加速度之比；后者是加速度計(jì)輸出電荷與所承受加速度之比。對(duì)給定的壓電材料而言，靈敏度隨質(zhì)量塊的增大或壓電元件的增多而增大。一般來(lái)說(shuō)，加速度計(jì)尺寸越大，其固有頻率越低。
 

　　TM0782A壓電式加速度傳感器在實(shí)際應(yīng)用中需要配備合適的前置放大器。由于壓電元件受力后產(chǎn)生的電荷量微弱，這電荷使壓電元件邊界和接在邊界上的導(dǎo)體充電到電壓U=q/Ca(這里Ca是加速度計(jì)的內(nèi)電容)。要測(cè)定這樣微弱的電荷(或電壓)的關(guān)鍵是防止導(dǎo)線、測(cè)量電路和加速度計(jì)本身的電荷泄漏。因此，壓電加速度計(jì)所用的前置放大器應(yīng)具有超高的輸入阻抗，把泄漏減少到測(cè)量準(zhǔn)確度所要求的限度以內(nèi)。