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壓電傳感器靈敏度的探究

壓電傳感器的靈敏度指輸出量微小增量與相應輸入量微小增量的比值。比值越大,靈敏度越高。壓電傳感器的靈敏度與構成它的三部分的靈敏度有關,由于這三部分串聯,故而壓電傳感器的靈敏度由這三部分的靈敏度相乘。下面分別從靜態和動態進行分析，

·靜態分析：

·動態分析

在實際工作中傳感器的輸入可能是變化較快的連續信號,也可能是脈沖信號,或者周期性輸入。此時傳感器的輸出特性不再是穩態的,而是出現暫態過渡特性,即輸出與輸入間的關系將是一個隨時間變化的函數。對傳感器的動態特性通常采用幅頻特性進行分析。先討論壓電傳感器的力學系統的幅頻特性,一般把力學系統歸納為一個單自由度二階系統[4],通過計算可得幅頻關系式為：

結論

a1根據靜態分析,要提高壓電傳感器的靈敏

度,可通過提高其各個組成部分的靈敏度,即提高力學系統的彈性柔順系數、壓電陶瓷片的等效壓電常數和測量線路的放大倍數,其中以提高壓電陶瓷片的壓電常數的潛力zui大。

b1根據動態分析,壓電傳感器的靈敏度要結合外界力的變化頻率來考慮。在幅頻特性平坦區間,通過增加力學系統的質量,提高壓電陶瓷片的壓電常數,以及減小力學系統的剛度系數、測量線路的反饋電容等方法可提高壓電傳感器的靈敏度。

c1結合靜態分析和動態分析得知,提高壓電陶瓷片的壓電常數能夠有效地提高壓電傳感器的靈敏度,同時也是非常實用的方法之一。這是因為可以較容易地通過調整壓電陶瓷的化學組成的途徑來提高壓電陶瓷片的壓電常數。而且壓電陶瓷片可以通過選擇合適的振動模式和串并聯組合方式來提高壓電陶瓷片的有效壓電常數。