压电传感器测量电路

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Ra Cc Ri Ci
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电压放大器
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等效电路
压电传感器的检测电路
电荷放大器常作为压电式传感器的输入电路，由一个反 馈电容Cf和高增益运算放大q 器构成。 放大器输出电压 U0 =-q/Cf。
电荷放大器
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压电传感器误差处理
q 压电式传感器在测量低压力时线性度不好，主要是传 感器受力系统中力传递系数非线性导致，因此在力传 递系统中加入预加力，也叫预载，可以消除低压力使 用中的非线性，也可以消除传感器内外接触表面的间 隙，提高刚度。
项目五 力的检测
任务三 智能交通车速的检测
压电传感器测量电路
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压电元件结构及组合形式
并联接法：如图a所示，外力作 用下正负电极上电荷增加一倍， 电容增加一倍，输出电压与单 片时相同，适于测量缓慢变化 的信号，以电荷量输出为主；
Hale Waihona Puke 串联接法：如图b所示，上、下 极板的电荷与单片时相同,总电容 为单片的一半,输出电压增大了1 倍,适用于测量电路存在高输入阻 抗情况,并以电压为输出量。
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压电传感器的检测电路
放大器的作用 一是将传感器的高阻抗输出变为低阻抗输出； 二是放大传感器输出的微弱电信号。
前置放大器电路有两种形式 一是用电阻反馈的电压放大器,其输出电压与输入电 压也就是传感器的输出成正比； 另一种是用带电容板反馈的电荷放大器,其输出电压 与输入电荷成正比。
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压电传感器的检测电路
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压电传感器等效电路
由压电元件的工作原理可知，压电式传感器可以看做一个 电荷发生器。当压电元件承受应力作用时，在它的两个极 面上出现极性相反但电量相等的电荷，所以可以把压电传 感器看成一个电荷元与一个电容并联的电荷发生器，如图 a所示。
其电容为
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压电传感器等效电路
压电元件受外力时，两表面产生等量的正负电荷，两极板 产生一定的电压，大小为Ua=q/Ca,因此，压电传感器还 可以看成一个电压源与一个电容串联的电路
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课程回顾——
1 压电式传感器的等效电路 2 压电传感器检测电路
想一想：压电式传感器测量电路的作用解决 的核心问题是什么？
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（b）
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压电传感器等效电路
压电式传感器的等效电路
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压电传感器等效电路
压电式传感器完整的等效电路
ca
Ua
Ra Cc Ri Ci
电压源
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q
ce Ra Cc Ri Ci
电荷源
压电传感器的检测电路
由于压电式传感器的输出信号微弱，通常先把 传感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器 中，经过阻抗变换以后，再用一般的放大检波 电路将信号输入到指示仪表或记录器中。