壓(ya)電(dian)(dian)陶瓷本質上(shang)就(jiu)是在被外電(dian)(dian)場(chang)極化(hua)(hua)之(zhi)后，當外電(dian)(dian)場(chang)去掉時(shi)在與極化(hua)(hua)方向(xiang)垂直的(de)兩個端面(mian)(mian)上(shang)將分別(bie)出現正、負極性(xing)的(de)束縛電(dian)(dian)荷(he)(he)(he)，它們會(hui)(hui)吸附空氣中的(de)自由電(dian)(dian)荷(he)(he)(he)后對外不(bu)顯電(dian)(dian)性(xing)。這(zhe)時(shi)若晶體受沿極化(hua)(hua)方向(xiang)壓(ya)縮作用力時(shi)，它將會(hui)(hui)產生形變，而束縛電(dian)(dian)荷(he)(he)(he)間距會(hui)(hui)變小(xiao)，電(dian)(dian)疇(chou)會(hui)(hui)發生偏移，引起剩(sheng)余(yu)極化(hua)(hua)強度變小(xiao)，表面(mian)(mian)自由電(dian)(dian)荷(he)(he)(he)有部分釋放(fang)呈現放(fang)電(dian)(dian)現象，在極化(hua)(hua)面(mian)(mian)上(shang)會(hui)(hui)產生電(dian)(dian)荷(he)(he)(he)的(de)變化(hua)(hua)。這(zhe)就(jiu)是壓(ya)電(dian)(dian)陶瓷產生壓(ya)電(dian)(dian)效(xiao)應的(de)原因(yin)。

　　b.目前壓(ya)電(dian)傳(chuan)感器大(da)多(duo)采用(yong)壓(ya)電(dian)陶瓷制作而成，畢竟它有很高的(de)介電(dian)常數，并且(qie)工(gong)作溫度可以到200℃以上——鋯鈦酸鉛(qian)（PZT-4、PZT-5、PZT-8）。

　　不過它(ta)也有一個缺點：因為極(ji)化(hua)后的壓電陶瓷由于受溫度影響，又(you)(you)使壓電特(te)性減弱。剛剛極(ji)化(hua)后的壓電陶瓷特(te)性不是很穩定，經(jing)(jing)過兩(liang)三個月d33（壓電系數/（pC/N））才近似常數，而(er)經(jing)(jing)過兩(liang)三年后，d33又(you)(you)會下降，所以這種材料(liao)的傳感器需要(yao)注意校準、修正。

　　c.目前(qian)比較(jiao)好的壓電材料有：聚(ju)偏二(er)氟乙烯(xi)（PVF2）、聚(ju)氟乙烯(xi)（PVF）、聚(ju)氯乙烯(xi)（PVC）。其中的一個很大有點就是它們的壓電靈(ling)敏度很高。

　　根據壓電(dian)傳感器(qi)的等效(xiao)(xiao)(xiao)電(dian)路（等效(xiao)(xiao)(xiao)電(dian)壓源(yuan)、等效(xiao)(xiao)(xiao)電(dian)荷源(yuan)）可(ke)知，壓電(dian)元(yuan)件(jian)輸出的可(ke)以(yi)是電(dian)壓源(yuan)，也(ye)可(ke)以(yi)是電(dian)荷源(yuan)。因此壓電(dian)傳感器(qi)的前(qian)置放(fang)(fang)(fang)大電(dian)路也(ye)可(ke)以(yi)分為電(dian)壓放(fang)(fang)(fang)大器(qi)、電(dian)荷放(fang)(fang)(fang)大器(qi)兩(liang)種。

　　電壓放大器（阻抗變換）：

　　圖1電壓放大器等效電路

　　注：Ca-等(deng)(deng)效電(dian)(dian)容(rong)；Ra-傳感(gan)器的泄露電(dian)(dian)阻；Ri、Ci分別為前置放(fang)大器的輸(shu)入電(dian)(dian)阻跟輸(shu)入電(dian)(dian)容(rong)；Cc-連接電(dian)(dian)纜的等(deng)(deng)效電(dian)(dian)容(rong)。

　　該電(dian)路可以得到輸入電(dian)壓幅度為：

　　傳(chuan)感器的電(dian)壓靈敏度可表(biao)示為：

　　電壓放大器輸入(ru)回路的(de)時間常數：

　　這樣(yang)的電(dian)路(lu)形(xing)式有點需要注意：

　　a.近似的認為輸入信號Ui與作用力F的頻(pin)率無關，可以說(shuo)明電壓放大(da)器(qi)的高頻(pin)響(xiang)應好，動態特性好；

　　b.提高(gao)低頻(pin)響應的(de)辦法是增大(da)時間常(chang)數，但是傳感器(qi)的(de)電(dian)壓靈敏度與(yu)電(dian)容成反比關(guan)系(xi)，所以并不能單純的(de)增加輸(shu)入電(dian)容解(jie)決問題。實(shi)際應用種是增大(da)前置放大(da)器(qi)輸(shu)入回(hui)路的(de)電(dian)阻，所以在選擇放大(da)器(qi)的(de)時候就應該要求(qiu)放大(da)器(qi)具有(you)高(gao)輸(shu)入阻抗；

　　c.另外連接電纜的分布(bu)電容(rong)Cc也會(hui)影響傳感器(qi)(qi)的靈敏度，儀器(qi)(qi)使用時只(zhi)要更(geng)換(huan)電纜，就必須要重(zhong)新標定傳感器(qi)(qi)。

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