测试技术课程设计---压电式加速度传感器测加速度

测试技术课程设计---压电式加速度传感器测加速度内容摘要：

与外力成如下关系： dFQ （ ） 公式中的 d 为压电系数， F 为外作用力。 当压电晶体受到 x 轴向的压力 xF 时，在垂直于 x 轴向的轴面上会产生电荷，其大小为： 图 石英晶体的晶轴 图 按特定方向的切片 压电晶体传感器测量加速度的研究 （论 文 ） 4 xx FdQ 1 （ ） 公式中 xF ，是 x 轴方向的应力， 1d 是 x 轴向压电系数。 同一晶体，当受到 y 轴向压力 xF 时，仍然会在垂直 x 轴向的表面上产生电荷，只是电荷极性相反，而且电荷与外力成如下关系： yy FabdQ 2 （ ） 公式中， yF 为 y 轴方向的应力， 2d 为 y 轴方向的压电系数， a 和 b 分别为晶体切片的长度和厚度。 晶体的压电常数都为常系数，根据石英晶体的轴对称条件， x 和 y 方向的压电系数具有如下关系： 21 dd  （ ） 压电元件的结构形式 实际中，为了提高压电元件的灵敏度，使压电信号更容易检测或测量，通常将多片压电晶片组合起来使用。 然而由于电荷的极性存在，因此有两种连接方式。 分别为串联和并联方法。 并联方法 如（图 ）所示，为电路连接方式。 两个压电片受到的形变性质相反，这种连接方式相当于两个电容并联，这样电容和电荷量就会增长一倍，这种条件下的电容 ,电荷，电压可分别表示如下： CC 2 ； 2 ； UU 由于并联接法输出电荷大，本身电容大，时间常数大，适宜用在测量慢变信号并且以电荷作为输出量的地方。 串联方法 如（图 ）所示，为电路连接方式。 两个压电片的形变性质也相反，此种连接方式相当于两个电容串联，这样就会使得电容在数值上缩小一倍，电压变为原来的两倍。 这图 并联方法 压电晶体传感器测量加速度的研究 （论 文 ） 5 种方式的连接下电容，电荷，电压可分别表示为： 2CC。 。 UU 2 由于串联接法输出电压大，本身电容小。 适宜用于以电压作输出信号，且测量电路输入阻抗很高的地方。 实际条件下，为了改变机电耦合性能，两压电片之间用导电胶连接起来，而且会采用金属薄片胶合在一起。 压电式加速度传感器的基本结构及其原理 压电式加速度传感器的基本结构简图如（图 ）所示，一共包含七个主要部分，分别为：两个压电片，两个轻质薄片，外壳，一个重物，两个劲度系数比较大的弹簧，以及一个质量比较大的基座等基本部件组合而成。 图中，上边的压电片记为压电片Q′，下边的压电片记为压电片 Q。 分别用来感受上 下两个压电片受到轻质薄片的均匀压力。 外壳用来保护器件。