压电传感器的测量特性研究.pdfVIP

也砖惑塞 ；划憧 ，、电恒 42一 压 电传感器的测量特性研究 芜湖电表厂 范守j 下尸 f 本文根据W ．Mahr，G．H．Gantschi在国际 链的电路图。与静 电计放大器的基本原理不同， 传感器学术会议上 的发言材料和R．Kail及W ． 它将一只R．电阻并联到C 电容上，这是使用这 Mahr的 《压 电测量仪器及其应用 》，就使用 类传感器进行动态测量所必需的，其作用见下 电荷放大器的压 电传感器及其在测量应用里的 文。由于压 电传感器里的静电计放大器是有源 特性综述如下。 元件，需要 电源工作，为了保持系统的低成本， 理想的方法是通过与输出(测量)信号的同一终 一 、 压电传感器 端输入放大器电源 ，这个系统就是著名的二线 1使用 电荷放大器的压电传感器 系统。几微安的恒定电流就可 以作为放大器的 图1为一 台压 电传感器和一 台电荷放大器 电流，并能依次接收到相应的电压输出。 组成的测量链 电路图，电荷放大器既不隐蔽在 传感器的外壳 内，也不使用一根必备 的电缆 图2 典型的帕 日创测量系统 电路 图 由于帕 日创传感器的输出信号已经过一个 低输出电阻放大器的缓冲，因而在帕 日创传感 图1 压 电传感器和 电荷放大器 器和其 电源(即耦合器)之间就不需要特别高值 组成 的测量链 电路 图 的绝缘 电缆。这种电缆可 由使用 电荷放大器的 永久地附属于传感器，这样，电荷泓量系统就有 压 电传感器取而代之，提供合适的恒定电流，无 一 个高的灵活性，当然还必须有其它的保护措 负载帕 日创传感器就会产生几伏的输出电压。 施。 因为传感器上的负载变化引起 了工作点偏移， 2．使用耦台元件的压电传感器 所 以就可能检查 出过载，以及 电路的开路或短 由于压 电传感器可用于动态测量，因面大 路 。 多数传感器设计为压力传感器或加速度计，尽 最简单的耦台器形式可用一只电流二极管 管它们的原理都基于压 电效应，然而它们的特 和一台高通滤波器组成，较复杂形式还包括一 点却是一个 内装的静 电计放大器 ，这种放大器 台自身电源装置，可切换旁路的高通滤波器，可 是通过一个短的必备 电缆连接的传感器，因而 插接的低通滤波器，以及一台监测仪器和可变 静电计放大器的内在缺点就抵消 了。 增益。 图2为这种 帕 日创 (PIEZOTRAN)测量 — — 42 —— 第二种 电流感应式漂移是 由输入偏移 电压 二、电荷测■系统的应用特征 ( 和 电荷放大器输入端有限绝缘 电阻同时影 1．漂移 响而产生。由于输入偏移电压取决于单个晶体 漂