【摘要】：当压电元件受力时，就会在两个电极上产生等量的正、负电荷。由此可得，电容器上电压、电荷、电容三者间关系为由于压电式传感器必须经配套的二次仪表进行信号放大与阻抗变换，所以还应考虑转换电路的输入电阻与输入电容，以及连接电缆的传输电容等因素的影响。图8．7为考虑了前述因素的实际等效电路。而实际上这是不可能的，因此压电式传感器不能用于静态测量。
（1）压电元件自身等效电路
将压电晶片产生电荷的两个晶面封装上金属电极后，就构成了压电元件，如图8．6（a）所示。当压电元件受力时，就会在两个电极上产生等量的正、负电荷。因此，压电元件相当于一个电荷源；两个电极之间是绝缘的压电介质，使其又相当于一个电容器，如图8．6（b）所示。其电容量为
式中 Ca——压电元件内部电容；
εr——压电材料的相对介电常数；
ε0——真空的介电常数；
S——压电元件电极面积；
h——压电晶片厚度。
图8．6 压电元件等效电路图
因此，可以将压电元件等效为电荷源Q并联电容Ca的电荷等效电路，如图8．6（b）所示。根据电路等效变换原理，也可将压电元件等效为电压源Ua串联电容Ca的电压等效电路，如图8．6（c）所示。由此可得，电容器上电压、电荷、电容三者间关系为
（2）实际等效电路
由于压电式传感器必须经配套的二次仪表进行信号放大与阻抗变换，所以还应考虑转换电路的输入电阻与输入电容，以及连接电缆的传输电容等因素的影响。图8．7为考虑了前述因素的实际等效电路。其中，有前置放大器输入电阻Ri、输入电容Ci；连接电缆的传输电容Cc；压电式传感器的绝缘电阻Ra。
图8．7 放大器输入端等效电路
由图8．7可知，若要压电元件上的电荷长时间保存，必须使压电元件绝缘电阻与测量电路输入电阻为无穷大，以保证没有电荷泄漏回路。而实际上这是不可能的，因此压电式传感器不能用于静态测量。当压电元件在交变力的作用下，电荷量可以不断更新与补充，给测量电路提供一定的电流，故适用于动态测量。不过，随着电子技术的发展，转换电路的低频特性越来越好，已经可以在频率值低于1Hz的条件下进行测量。
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