压电传感器的等效电路

当压电晶体片受力时,在晶体片的两表面上聚集等量的正、负电荷,晶体片的两表面相当于一个电容的两个极板,两极板间的物质等效于一种介质,因此,压电片相当于一只平行板介质电容器,见图10-7,其电容为

由上可见,可将压电传感器等效为一个电压源U=q/Ce和一只电容Ce串联的电路,如图10-8(a)所示。由图可知,只有在外电路负载无穷大,且内部无漏电时,受力产生的电压局才能长期保持不变;如果负载不是无穷大,则电路就要以时间常数RLCe按指数规律放电。压电式传感器也可以等效为一个电荷源与一个电容相并联的电路,此时该电路被视为一个电荷发生器,如图10-8(b)所示。

压电传感器在实际使用时,总是要与测量仪器或测量电路相连接,因此,还必须考虑连接电缆的等效电容Ce、放大器的输入电阻iR和输入电容Ci,这样压电式传感器在测量系统中的等效电路就应如图10-9所示。图中Ce,Rd分别为传感器的电容和漏电阻。