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壓電石英稱重傳感器工作原理介紹：

壓電石英稱重傳感器是利用石英晶體的縱向壓電效應(yīng)將重量信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置?，F(xiàn)以一個(gè) X 切割的石英晶體圓片為例，計(jì)算它的電荷、電壓,。石英晶體圓片如圖 3所示。

        設(shè)石英晶體圓片直徑為d,，厚度為t,。當(dāng)石英晶體圓片沿X軸方向受外力Fx作用時(shí)，在垂直于Fx的平面上產(chǎn)生電荷,，而且其外力與產(chǎn)生的電荷存在線性關(guān)系,。

 將 X 切割的石英晶體片加工成稱重傳感器殼體所需要的外形和尺寸，按要求連同電極板一起裝入殼體內(nèi),，施加足夠的預(yù)緊力后,，采用圓膜片與殼體焊接密封。當(dāng)稱重傳感器受外載荷作用時(shí),，石英晶體圓片產(chǎn)生電荷,，由電極板收集傳至信號輸出插座,，再由低噪聲的同軸電纜傳輸?shù)诫姾煞糯笃鳎◣в须娙莘答伒倪\(yùn)算放大器），經(jīng)靈敏度歸一化后,，按比例的轉(zhuǎn)換成電壓輸出,。或放大器為重量信號的模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換提供必要的驅(qū)動,，并將此信號傳輸?shù)接?jì)算機(jī),，然后用的軟件將其轉(zhuǎn)換為重量。為了減小電荷的泄漏,，放大器的輸入端要有很高的絕緣電阻,，通常要求大于 10TΩ。電荷放大器的量程（與轉(zhuǎn)換系數(shù)有關(guān)）由反饋電容確定,，通常稱為量程電容,。通過測得的電壓值，就可得到所測載荷的大小,。

         利用石英晶體制造稱重傳感器時(shí),，石英晶體片有并聯(lián)和串聯(lián)連接兩種方法。 并聯(lián)連接：兩個(gè)壓電石英晶體片按極化方向相反粘結(jié),，負(fù)電荷集中在中間的負(fù)電極板上,，正電荷在兩端的正電極板上。這時(shí)相當(dāng)于兩個(gè)電容器并聯(lián),，輸出電極板上的電荷和電容量將增加一倍,。

         如果有 n 個(gè)石英晶體片按并聯(lián)方式連接，此時(shí)的總輸出電荷將增加 n 倍,，電荷靈敏度也增加 n倍,，而電壓靈敏度則與單個(gè)石英晶體片工作時(shí)相同。n 個(gè)石英晶體片并聯(lián)所產(chǎn)生的電荷為：串聯(lián)連接：兩個(gè)石英晶體片按極化方向相同粘結(jié),，于是在兩個(gè)石英晶體片粘結(jié)處的中間電極板上正負(fù)電荷相互抵消,，這時(shí)總電容量為單個(gè)石英晶體片工作時(shí)的一半，電壓都增大一倍,，而總電荷量則不變,，如圖 5 所示。 若 n 個(gè)石英晶體片串聯(lián)連接,，由于輸出電壓增加 n 倍,，因此電壓靈敏度也增加 n 倍，而電荷靈敏度則與單個(gè)石英晶體片工作時(shí)相同,。

         由此可得出,，多個(gè)石英晶體片并聯(lián)連接時(shí)，輸出電荷量大,，電荷靈敏度高,；串聯(lián)連接時(shí),，輸出電壓大，電壓靈敏度高,。