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壓電式加速度傳感器工作原理

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壓電式傳感器一般由殼體及裝在殼體內(nèi)的彈簧、質(zhì)量塊、壓電元件和固定安裝的基座組成。壓電元件一般由兩片壓電片組成，并在壓電片的兩個(gè)表面鍍銀，輸出端由銀層或兩片銀層之間所夾的金屬塊上引出，輸出端的另一根引線就直接和傳感器的基座相連。在壓電片上放置一個(gè)質(zhì)量塊，然后用硬彈簧對質(zhì)量塊預(yù)加載荷，然后將整個(gè)組件裝在一個(gè)基座的金屬殼體內(nèi)。為了隔離基座的應(yīng)變傳遞到壓電元件上去，避免產(chǎn)生假信號輸出，增加傳感器的抗干擾能力，基座一般要加厚或者采用剛度較大的材料制造。
 
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使用時(shí)，將傳感器基座與試件剛性固定在一起，當(dāng)其感受振動時(shí)，由于彈簧的剛度相當(dāng)大，質(zhì)量塊的質(zhì)量相對較小，可以認(rèn)為質(zhì)量塊的慣性很小。因此可以認(rèn)為質(zhì)量塊感受到與傳感器基座相同的振動，并受到與加速度方向相反的慣性力作用，這樣，質(zhì)量塊就有一個(gè)正比于加速度的作用力作用在壓電片上。通過壓電片的壓電效應(yīng)，在壓電片的表面上就會產(chǎn)生隨振動加速度變化的電壓，當(dāng)振動頻率遠(yuǎn)低于傳感器的固有頻率時(shí)，傳感器輸出的電壓與作用力成正比，即與傳感器感受到的加速度成正比。將此電壓輸入到前置放大器后就可以用普通的測量儀器測出加速度，如在放大器中加適當(dāng)?shù)姆e分電路，就可以測出振動速度和位移。