壓電式加速度傳感器的結構及工作原理

壓電式加速度傳感器，又稱壓電加速度計.它是利用壓電材料的壓電效應工作的. 所謂壓電效應，是指某些電介質，當它在一定方向上受到機械外力作用而變形時，其內部就會發生電極化，從而導致電介質的兩相對表面上出現大小相等、符號相反的電荷.當外力方向改變時，電荷的極性也跟著改玖其電荷量的大小與外力成正比.當外力去掉后，電介質又恢復不帶電狀態，這種現象稱為正壓電效應.反過來，當在電介質的極化方向上外加電場時，它就會產生變形，這種現象稱為逆壓電效應.壓電加速度計是利用正壓電效應工作的.

具有壓電效應的電介質稱為壓電材料.在自然界中，具有壓電效應的物質很多，但大多數共效應很微弱，只有少數如石英晶體、壓電陶瓷等才有較強的壓電效應.

壓電加速度計的結構型犬有壓縮型、剪切型和彎曲型三種，圖11—5為壓縮型加速度計結構示意圖.其敏感元件是壓電晶體片4，晶體片上壓一個質量塊3，用一個剛度較大的彈簧2對這個質量塊施加一個預緊力，并將它們綻在一個帶有厚的基座6的金屬外殼1內.當加速度計安裝在被測扳動物體上而隨之板動時，質量塊就產生一個正比于振動加速度的力作用在壓電晶體片上，根據正壓電效應，在晶體片兩相對的表川上就產生交變的電材，共大小與作用力成正比，田質量塊的質量固定不變，所以晶體片上的電荷與扳動加速度成正比.

壓電加速度計只有體積小、質量輕、結構堅實、頻帶寬、靈敏度高、測量范圍寬等優點，因此應用最為廣泛。壓電加速度計的穩定性較好，在振動計量中，往往作為標準加速度計使用.