等效電路
1、電容效應等效原理
在壓電晶片的兩個工作面上進行金屬蒸鍍,形成金屬膜,構成兩個電極。
2、等效電容量
當壓電傳感器受到沿其敏感軸向的外力作用時,就在兩電極上產生極性相反的電荷,因此它相當于一個電荷源(靜電發生器)。由于壓電晶體是絕緣體,當它的兩極表面聚集電荷時,它又相當于一個電容器,其電容量為沿 x 軸方向加力產生縱向壓電效應,沿 y 軸加力產生橫向壓電效應,沿相對兩平面加力產生切向壓電效應。
3、等效電壓
當壓電晶體受外力作用時,兩表面產生等量的正、負電荷 Q ,可求出其開路電壓(負載電阻為無窮大時)
1)壓電式傳感器既可等效為電荷源又可等效為電容器,其等效電路可認為是二者的并聯;也可認為是一個電壓源和一個電容器串聯。其中 Ra為壓電元件的漏電阻.
2)壓電式傳感器測試系統等效電路
壓電式傳感器工作時,需與二次儀表配套使用。Cc為傳感器電纜電容,Ri為放大器輸入電阻,Ci為輸入電容。
主要參數
(1)壓電常數是衡量材料壓電效應強弱的參數, 它直接關系到壓電輸出的靈敏度。
(2)壓電材料的彈性常數、 剛度決定著壓電器件的固有頻率和動態特性。
(3)對于一定形狀、 尺寸的壓電元件, 其固有電容與介電常數有關; 而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限。
(4)在壓電效應中,機械耦合系數等于轉換輸出能量(如電能)與輸入的能量(如機械能)之比的平方根; 它是衡量壓電材料機電能量轉換效率的一個重要參數。
(5)壓電材料的絕緣電阻將減少電荷泄漏, 從而改善壓電傳感器的低頻特性。
(6)壓電材料開始喪失壓電特性的溫度稱為居里點溫度。