压电传感器的等效电路

由压电元件的工作原理可知，压电式传感器可以看作一个电荷发生器。同时，它也是一个电容器，晶体上聚集正负电荷的两表面相当于电容的两个极板，极板间物质等效于一种介质， 则其电容量为

式中： A ――压电片的面积( )；
d ――压电片的厚度( m )；

――压电材料的相对介电常数(石英晶体为4.85)；

――真空的介电常数()。
压电元件电荷Q的开路电压U可等效为电源与电容串联或等效为一个电荷源Q和电容Ca并联，如图1所示。

图1 压电式传感器的等效电路

电容器上的电压Ua、电荷量q和电容量Ca三者关系为 ：

压电传感器在实际使用时总要与测量仪器或测量电路相连接，因此还需考虑连接电缆的等效电容Cc，放大器的输入电阻Ri , 输入电容Ci以及压电传感器的泄漏电阻Ra。这样，压电传感器在测量系统中的实际等效电路， 如图2所示。

(a) 电压源 (b) 电荷源
图2 压电传感器的实际等效电路

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