壓電陶瓷本質上就是在被外電場極化之后，當外電場去掉時在與極化方向垂直的兩個端面上將分別出現(xiàn)正、負極性的束縛電荷，它們會吸附空氣中的自由電荷后對外不顯電性。這時若晶體受沿極化方向壓縮作用力時，它將會產生形變，而束縛電荷間距會變小，電疇會發(fā)生偏移，引起剩余極化強度變小，表面自由電荷有部分釋放呈現(xiàn)放電現(xiàn)象，在極化面上會產生電荷的變化。這就是壓電陶瓷產生壓電效應的原因。

　　b.目前壓電傳感器大多采用壓電陶瓷制作而成，畢竟它有很高的介電常數(shù)，并且工作溫度可以到200℃以上——鋯鈦酸鉛（PZT-4、PZT-5、PZT-8）。

　　不過它也有一個缺點：因為極化后的壓電陶瓷由于受溫度影響，又使壓電特性減弱。剛剛極化后的壓電陶瓷特性不是很穩(wěn)定，經(jīng)過兩三個月d33（壓電系數(shù)/（pC/N））才近似常數(shù)，而經(jīng)過兩三年后，d33又會下降，所以這種材料的傳感器需要注意校準、修正。

　　c.目前比較好的壓電材料有：聚偏二氟乙烯（PVF2）、聚氟乙烯（PVF）、聚氯乙烯（PVC）。其中的一個很大有點就是它們的壓電靈敏度很高。

　　根據(jù)壓電傳感器的等效電路（等效電壓源、等效電荷源）可知，壓電元件輸出的可以是電壓源，也可以是電荷源。因此壓電傳感器的前置放大電路也可以分為電壓放大器、電荷放大器兩種。

　　電壓放大器（阻抗變換）：

　　圖1電壓放大器等效電路

　　注：Ca-等效電容；Ra-傳感器的泄露電阻；Ri、Ci分別為前置放大器的輸入電阻跟輸入電容；Cc-連接電纜的等效電容。

　　該電路可以得到輸入電壓幅度為：

　　傳感器的電壓靈敏度可表示為：

　　電壓放大器輸入回路的時間常數(shù)：

　　這樣的電路形式有點需要注意：

　　a.近似的認為輸入信號Ui與作用力F的頻率無關，可以說明電壓放大器的高頻響應好，動態(tài)特性好；

　　b.提高低頻響應的辦法是增大時間常數(shù)，但是傳感器的電壓靈敏度與電容成反比關系，所以并不能單純的增加輸入電容解決問題。實際應用種是增大前置放大器輸入回路的電阻，所以在選擇放大器的時候就應該要求放大器具有高輸入阻抗；

　　c.另外連接電纜的分布電容Cc也會影響傳感器的靈敏度，儀器使用時只要更換電纜，就必須要重新標定傳感器。

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