2019年结构工程师考试重点2

压电式加速度传感器

从物理学知道，一些晶体材料当受到压力并产生机械变形时，在其相应的两个表面上出现异号电荷，当外力去掉后，晶体又重新回到不带电的状态，这种现象称为压电效应。

压电式加速度传感器是利用晶体的压电效应而制成的。压电式加速度传感器的结构原理，压电晶体片上是质量块，用硬弹簧将它们夹紧在基座上;质量弹簧系统的弹簧刚度由硬弹簧的刚度和晶体片的刚度组成，刚度很大，质量块的质量较小，因而质量弹簧系统的固有频率很高，可达数千赫兹，甚至可达100—200kHz.当传感器的固有频率远远大于所测振动的频率时，质量块相对于外壳的位移就反映所测振动的加速度;质量块相对于外壳的位移乘上晶体的刚度就是作用在晶体上的动压力，这个动压力与压电晶体两个表面所产生的电荷量(或电压)成正比，因此可以通过测量压电晶体的电荷量来得到所测振动的加速度。

压电式加速度传感器用的放大器有电压放大器和电荷放大器两种。