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压电传感器等效电路
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压电式传感器的等效电路模型是分析其测量电路的基础。根据压电元件的工作原理,压电元件可等效为一个电容器与电荷源并联,或与电容串联的电压源。
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第6章_压电式传感器/6.2 测量电路_1.md
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Knowledge Analysis
知识解析
压电传感器等效电路
压电式传感器的等效电路模型是分析其测量电路的基础。根据压电元件的工作原理,压电元件可等效为一个电容器与电荷源并联,或与电容串联的电压源。
基本等效电路
压电元件的两个表面聚集正负电荷,相当于电容的两个极板,极板间物质相当于介质。其电容量为:
其中A为压电片面积,d为厚度,εr为相对介电常数。
当压电元件受外力作用时,两表面产生等量正负电荷Q,开路电压为:
因此,压电传感器可等效为:
- 电荷源模型:电荷源Q与电容器Ca并联
- 电压源模型:电压源U与电容器Ca串联
实际测量系统中的等效电路
在实际使用中,还需考虑:
- 连接电缆等效电容Cc:电缆分布电容
- 放大器输入电容Ci:前置放大器的输入电容
- 放大器输入电阻Ri:前置放大器的输入电阻
- 压电传感器泄漏电阻Ra:传感器本身的泄漏电阻
这些元件共同构成了压电传感器在测量系统中的完整等效电路。
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- 压电式传感器 — 传感器工作原理与材料
- 电荷放大器(压电传感器) — 电荷放大器工作原理
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压电式传感器的等效电路模型是分析其测量电路的基础。根据压电元件的工作原理,压电元件可等效为一个电容器与电荷源并联,或与电容串联的电压源。