压电式加速度传感器的结构及工作原理

压电式加速度传感器，又称压电加速度计.它是利用压电材料的压电效应工作的. 所谓压电效应，是指某些电介质，当它在一定方向上受到机械外力作用而变形时，其内部就会发生电极化，从而导致电介质的两相对表面上出现大小相等、符号相反的电荷.当外力方向改变时，电荷的极性也跟着改玖其电荷量的大小与外力成正比.当外力去掉后，电介质又恢复不带电状态，这种现象称为正压电效应.反过来，当在电介质的极化方向上外加电场时，它就会产生变形，这种现象称为逆压电效应.压电加速度计是利用正压电效应工作的.

具有压电效应的电介质称为压电材料.在自然界中，具有压电效应的物质很多，但大多数共效应很微弱，只有少数如石英晶体、压电陶瓷等才有较强的压电效应.

压电加速度计的结构型犬有压缩型、剪切型和弯曲型三种，图11—5为压缩型加速度计结构示意图.其敏感元件是压电晶体片4，晶体片上压一个质量块3，用一个刚度较大的弹簧2对这个质量块施加一个预紧力，并将它们绽在一个带有厚的基座6的金属外壳1内.当加速度计安装在被测扳动物体上而随之板动时，质量块就产生一个正比于振动加速度的力作用在压电晶体片上，根据正压电效应，在晶体片两相对的表川上就产生交变的电材，共大小与作用力成正比，田质量块的质量固定不变，所以晶体片上的电荷与扳动加速度成正比.

压电加速度计只有体积小、质量轻、结构坚实、频带宽、灵敏度高、测量范围宽等优点，因此应用最为广泛。压电加速度计的稳定性较好，在振动计量中，往往作为标准加速度计使用.