压电式加速度传感器电路原理

压电式加速度传感器电路原理

宁心怡

【摘要】加速度传感器应用十分广泛。主要应用有故障诊断、振动测试等，包括地震波检测、车祸报警、高压导线舞动、结构动力学研究以及各种设备的振动检测。生活中也处处可见振动传感器。手机计步器、玩游戏控制上下左右倾角变化、照相机手抖时自动锁住快门等等，都用到了加速度传感器。

【期刊名称】《科技创新与应用》

【年(卷),期】2019(000)032

【总页数】5

【关键词】压电式加速度传感器；电路原理；振动测试

本文主要讨论小型设备里的压电加速度计，即振动传感器，从它的原理、供电、放大电路、电压模拟量测量等方面分析其工作原理。一般的压电振动传感器需要恒流源供电，将加速度转化成电荷变化量，进而转化成电压模拟量再输出，输出后信号需要经过一系列归一化、滤波等处理，最后转化成数字量。

1 工作原理

压电式加速度传感器属于惯性式传感器，结构如图1所示。它利用了石英晶体或者压电陶瓷的压电效应，即当传感器有加速度时，内部的质量块会产生力作用于压电片，压电片受力变形时就会在两个表面产生不同极性的电荷。因此传感器最开始输出的是微弱的电荷，其电荷量与加速度成正比。在处理传感器的输出信号时，可以把传感器等效为电压源或电荷源。

2 前置放大器

压电加速度传感器可以将加速度转换成电压或电荷的变化量。由于传感器产生