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。當這些晶體材料受到外力作用時，其內部會產生極化現象，并在兩個相對表面上產生符號相反的電荷。這種電荷的產生與外力成正比，因此通過測量這些電荷的變化，可以間接地測量出加速度的大小。
 

　　壓電式加速度傳感器的結構通常包括質量塊、壓電元件和預緊彈簧系統。其中，質量塊用于感應外界加速度，壓電元件則將質量塊的位移轉化為電荷信號。預緊彈簧系統則用于確保壓電元件在受力時能夠正常工作。根據結構形式的不同，可分為壓縮型、剪切型和環形剪切型等多種類型。
 

　　壓縮型壓電加速度傳感器具有高機械強度和高共振頻率，適用于沖擊測試等各種測量要求。剪切型壓電加速度傳感器不易受到溫度變化產生的熱電氣影響，具有較高的穩定性。環形剪切型壓電加速度傳感器結構簡單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計，但較高的工作溫度會受到限制。
 

　　TM0782A壓電式加速度傳感器的特性曲線對于理解其性能至關重要。其使用上限頻率取決于幅頻曲線中的共振頻率。一般來說，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，實際使用時由于固定方法的不同，共振頻率和使用上限頻率都會有所下降。
 

　　靈敏度是壓電式加速度傳感器的一個重要指標。壓電加速度計屬發電型傳感器，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。前者是加速度計輸出電壓(mV)與所承受加速度之比；后者是加速度計輸出電荷與所承受加速度之比。對給定的壓電材料而言，靈敏度隨質量塊的增大或壓電元件的增多而增大。一般來說，加速度計尺寸越大，其固有頻率越低。
 

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