压电传感器灵敏度的探究

压电传感器的灵敏度指输出量微小增量与相应输入量微小增量的比值。比值越大,灵敏度越高。压电传感器的灵敏度与构成它的三部分的灵敏度有关,由于这三部分串联,故而压电传感器的灵敏度由这三部分的灵敏度相乘。下面分别从静态和动态进行分析，

·静态分析：

·动态分析

在实际工作中传感器的输入可能是变化较快的连续信号,也可能是脉冲信号,或者周期性输入。此时传感器的输出特性不再是稳态的,而是出现暂态过渡特性,即输出与输入间的关系将是一个随时间变化的函数。对传感器的动态特性通常采用幅频特性进行分析。先讨论压电传感器的力学系统的幅频特性,一般把力学系统归纳为一个单自由度二阶系统[4],通过计算可得幅频关系式为：

结论

a1根据静态分析,要提高压电传感器的灵敏

度,可通过提高其各个组成部分的灵敏度,即提高力学系统的弹性柔顺系数、压电陶瓷片的等效压电常数和测量线路的放大倍数,其中以提高压电陶瓷片的压电常数的潜力zui大。

b1根据动态分析,压电传感器的灵敏度要结合外界力的变化频率来考虑。在幅频特性平坦区间,通过增加力学系统的质量,提高压电陶瓷片的压电常数,以及减小力学系统的刚度系数、测量线路的反馈电容等方法可提高压电传感器的灵敏度。

c1结合静态分析和动态分析得知,提高压电陶瓷片的压电常数能够有效地提高压电传感器的灵敏度,同时也是非常实用的方法之一。这是因为可以较容易地通过调整压电陶瓷的化学组成的途径来提高压电陶瓷片的压电常数。而且压电陶瓷片可以通过选择合适的振动模式和串并联组合方式来提高压电陶瓷片的有效压电常数。