压电传感器前置放大电路分析
这样，两极板间的开路电压为：
因此，压电传感器可以等效为一个如图2(c)所示的与电容并联的电荷源，也可等效为一个如图2(d)所示的与电容串联的电压源。
2．2 压电传感器的两种前置放大电路
压电传感器本身的内阻很高(Ra≥1010Ω)，而输出的能量信号又非常微弱，因此，它的信号调理电路通常需要一个高输入阻抗的前置放大器作为阻抗匹配，然后方可采用一般放大、检波、指示等电路，或者经功率放大至记录器。压电传感器的测量电路关键在于高输入阻抗的前置放大器。
压电传感器的前置放大器有两个作用：一是把压电式传感器的高输出阻抗变换成低阻抗输出；二是放大压电传感器输出的微弱信号。压电传感器的输出信号可以是电压，也可以是电荷。因此，前置放大器也有两种类型：一种是电压放大器，它的输出电压与输入电压(传感器的输出电压)成正比；另一种是电荷放大器，其输出电压与传感器的输出电荷成正比。
2．2．1 电压放大器
压电传感器与电压放大器连接的等效电路如图3所示。图中，Cc为连接电缆的分布电容，Ri和Ci分别为放大器的输入电阻和电容，R=Ra ∥Ri，C=Cc+Ci。如果压电元件沿x轴方向受到正弦力F=Fmsinωt的作用，则在垂直x轴表面所产生的电荷Q与电压ua均按正弦规律变化，即：
上式表明，当ωτ>>1时，传感器输出电压与作用力的角频率ω无关，一般取φτ≥3就可近似看作Uim与ω无关。即测量回路时间常数τ一定时，压电式传感器高频响应很好。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/175827.htm
当ωτ3，即被测作用力变化缓慢，此时如果测量回路时间常数也不大，就会造成传感器的灵敏度降低。下限截止频率ωL与时间常数τ应满足：
ωLτ≥1 (8)
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