题目

3． 压电式传感器的测量电路中为什么要加入前置放大器?电荷放大器有何特点? 4． 试说明为什么不能用压电
这是上次没有发完全的问题.能帮我解答一下吗?

提问时间：2021-03-17

答案

3、简单来说就是压电传感器中的压电陶瓷的介电常数很大,也就意味着它的电阻很大,尽管压电传感器输出的电压很高,但是电流很小（最简单的一个例子就是打火机中的压电陶瓷能产生上万伏的电压,但是电流极小）.通过施加一个机械压力,压电陶瓷产生的电荷就很少.反映到压电传感器上就是输出一个毫伏量级的信号,此信号微弱,难以输出有效信号,不利于采集和传输,因此必须经过放大才有利于压电信号的采集、传输和分析.
电荷放大器的特点：高输入电阻,低噪声,放大倍数不能太高.电阻高才能保证输出的信号绝大部分是从传感器中获得的信号.
4、你是想说为什么不能用电压放大器吧?
当压电传感器与电压放大器联用时,压电传感器可视为一个电压发生器,由于传感器具有较高的输出阻抗特性,因此与它匹配的测量仪器必须具有较高的输入阻抗,一般采用前置电压放大器(即阻抗变换器),把高输入阻抗变换为低输出阻抗,以便与测量放大器或普通晶体管电压表相配接.对于这种测量系统,前置放大器的输出电压正比于输入电压,其中连接电缆的分布电容对前置电压放大器的输出电压有影响,而电缆的分布电容是随电缆的长度和种类而变化的,因此对于这种测量系统,一旦系统的灵敏度在某种输入电缆下确定后,就不能随意更换连接电缆的长度和种类,一般均采用专用电缆,电缆应尽可能地短一些.
在电压测量系统中,由于压电传感器与电压放大器联用时,连接电缆的长度受到限制,同时测量系统的低频特性受到前置放大器输入电阻的限制,所以使用时会带来某些不方便.
电压放大器的优点在于是线路简单,线性度和稳定性好.缺点是电压前置放大器所配接的压电传感器的电压灵敏度将随电缆的分布电容、压电式传感器自身电容而变化,压电式传感器的绝缘电阻的下降将恶化测量系统的低频特性.电荷放大器就可以使测量系统的上述缺点得到有效地服.