壓電傳感器前置放大電路分析
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這樣，兩極板間的開路電壓為：
因此，壓電傳感器可以等效為一個如圖2(c)所示的與電容并聯的電荷源，也可等效為一個如圖2(d)所示的與電容串聯的電壓源。
2．2 壓電傳感器的兩種前置放大電路
壓電傳感器本身的內阻很高(Ra≥1010Ω)，而輸出的能量信號又非常微弱，因此，它的信號調理電路通常需要一個高輸入阻抗的前置放大器作為阻抗匹配，然后方可采用一般放大、檢波、指示等電路，或者經功率放大至記錄器。壓電傳感器的測量電路關鍵在于高輸入阻抗的前置放大器。
壓電傳感器的前置放大器有兩個作用：一是把壓電式傳感器的高輸出阻抗變換成低阻抗輸出；二是放大壓電傳感器輸出的微弱信號。壓電傳感器的輸出信號可以是電壓，也可以是電荷。因此，前置放大器也有兩種類型：一種是電壓放大器，它的輸出電壓與輸入電壓(傳感器的輸出電壓)成正比；另一種是電荷放大器，其輸出電壓與傳感器的輸出電荷成正比。
2．2．1 電壓放大器
壓電傳感器與電壓放大器連接的等效電路如圖3所示。圖中，Cc為連接電纜的分布電容，Ri和Ci分別為放大器的輸入電阻和電容，R=Ra ∥Ri，C=Cc+Ci。如果壓電元件沿x軸方向受到正弦力F=Fmsinωt的作用，則在垂直x軸表面所產生的電荷Q與電壓ua均按正弦規律變化，即：
上式表明，當ωτ>>1時，傳感器輸出電壓與作用力的角頻率ω無關，一般取φτ≥3就可近似看作Uim與ω無關。即測量回路時間常數τ一定時，壓電式傳感器高頻響應很好。本文引用地址：http://www.104case.com/article/175827.htm
當ωτ3，即被測作用力變化緩慢，此時如果測量回路時間常數也不大，就會造成傳感器的靈敏度降低。下限截止頻率ωL與時間常數τ應滿足：
ωLτ≥1 (8)
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