压电陶瓷本质上就是在被外电场极化之后，当外电场去掉时在与极化方向垂直的两个端面上将分别出现正、负极性的束缚电荷，它们会吸附空气中的自由电荷后对外不显电性。这时若晶体受沿极化方向压缩作用力时，它将会产生形变，而束缚电荷间距会变小，电畴会发生偏移，引起剩余极化强度变小，表面自由电荷有部分释放呈现放电现象，在极化面上会产生电荷的变化。这就是压电陶瓷产生压电效应的原因。

　　b.目前压电传感器大多采用压电陶瓷制作而成，毕竟它有很高的介电常数，并且工作温度可以到200℃以上——锆钛酸铅（PZT-4、PZT-5、PZT-8）。

　　不过它也有一个缺点：因为极化后的压电陶瓷由于受温度影响，又使压电特性减弱。刚刚极化后的压电陶瓷特性不是很稳定，经过两三个月d33（压电系数/（pC/N））才近似常数，而经过两三年后，d33又会下降，所以这种材料的传感器需要注意校准、修正。

　　c.目前比较好的压电材料有：聚偏二氟乙烯（PVF2）、聚氟乙烯（PVF）、聚氯乙烯（PVC）。其中的一个很大有点就是它们的压电灵敏度很高。

　　根据压电传感器的等效电路（等效电压源、等效电荷源）可知，压电元件输出的可以是电压源，也可以是电荷源。因此压电传感器的前置放大电路也可以分为电压放大器、电荷放大器两种。

　　电压放大器（阻抗变换）：

　　图1电压放大器等效电路

　　注：Ca-等效电容；Ra-传感器的泄露电阻；Ri、Ci分别为前置放大器的输入电阻跟输入电容；Cc-连接电缆的等效电容。

　　该电路可以得到输入电压幅度为：

　　传感器的电压灵敏度可表示为：

　　电压放大器输入回路的时间常数：

　　这样的电路形式有点需要注意：

　　a.近似的认为输入信号Ui与作用力F的频率无关，可以说明电压放大器的高频响应好，动态特性好；

　　b.提高低频响应的办法是增大时间常数，但是传感器的电压灵敏度与电容成反比关系，所以并不能单纯的增加输入电容解决问题。实际应用种是增大前置放大器输入回路的电阻，所以在选择放大器的时候就应该要求放大器具有高输入阻抗；

　　c.另外连接电缆的分布电容Cc也会影响传感器的灵敏度，仪器使用时只要更换电缆，就必须要重新标定传感器。

　　西安JN江南sports电子是专业从事功率放大器、高压放大器、功率放大器模块、功率信号源、射频功率放大器、前置微小信号放大器、高精度电压源、高精度电流源等电子测量仪器研发、生产和销售的高科技企业，为用户提供具有竞争力的测试方案。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免费试用。如想了解更多功率放大器等产品，请持续关注JN江南sports电子官网www.aigtek.com或拨打029-88865020。