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壓電式加速傳感器
閱讀：316 發(fā)布時(shí)間：2020-2-18
電式加速度傳感器的傳感元件為壓電晶體,。若沿壓電晶體的極化方向施加一外力使其變形，則壓電晶體內(nèi)部發(fā)生極化,，受力的兩端面出現(xiàn)極性相反的電荷,，若撤去外力,，則壓電晶體恢復(fù)到初始狀態(tài)，這就是正壓電效應(yīng),。若沿壓電晶體的極化方向施加一電場,，則壓電晶體出現(xiàn)變形,，若撤去電場,，則壓電晶體恢復(fù)到初始狀態(tài)，這就是逆壓電效應(yīng),。壓電式加速度傳感器就是利用了壓電晶體的正壓電效應(yīng),，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)加速度信號(hào)的測量,。
壓電式加速度傳感器常見的結(jié)構(gòu)形式有中心壓縮式,、環(huán)形剪切式、三角剪切式,。測量被測對(duì)象振動(dòng)大小時(shí),，需選擇測點(diǎn)并將加速度傳感器安裝牢靠。將壓電式加速度傳感器的壓電晶體看作理想彈性體,，忽略壓電晶體與殼體之間連接膠層的質(zhì)量,，只考慮膠層的阻尼系數(shù)，并將壓電式加速度傳感器一端簡化為自由端,、一端簡化為固定端,，則可得到其工作時(shí)的力學(xué)簡化模型，力學(xué)簡化模型如圖1所示,。壓電式加速度傳感器的振動(dòng)方程為mx2+cx1+kx=F（t）
式中: m為壓電晶體的質(zhì)量kg,；c為膠層的阻尼系數(shù)N·s /m；k為壓電晶體的剛度系數(shù)N/m,；x為壓電晶體的位移m,；x1為壓電晶體的速度m/s；x2為壓電晶體的加速度m/s2,；F（t）為作用于壓電式加速度傳感器的外力N,。