·壓電材料

　　壓電材料一般可以分為兩大類，即壓電晶體和壓電陶瓷。在壓電型加速度計(jì)的更常用的壓電晶體為石英，其特點(diǎn)為工作溫度范圍寬，性能穩(wěn)定，因此在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常被用作標(biāo)準(zhǔn)傳感器的壓電材料。由于石英的壓電系數(shù)比其他壓電材料低得多，因此對(duì)通用型壓電加速度計(jì)而言更為常用的壓電材料為壓電陶瓷。壓電陶瓷中鋯鈦酸鉛（PZT）是目前壓電加速度計(jì)中經(jīng)常使用的壓電材料。其特點(diǎn)為具有較高的壓電系數(shù)和居里點(diǎn)，各項(xiàng)機(jī)電參數(shù)隨溫度時(shí)間等外界條件的變化相對(duì)較小。就同一品種的壓電陶瓷而言，雖然都有相同的基本特性，但由于制作工藝不同可以使兩個(gè)相同材料的壓電陶瓷的具體性能指標(biāo)相差甚大。這種現(xiàn)象可以通過(guò)典型的國(guó)產(chǎn)傳感器和進(jìn)口傳感器的比較得以反映，國(guó)內(nèi)振動(dòng)測(cè)試業(yè)幾十年的經(jīng)驗(yàn)對(duì)此深有體會(huì)。

 ·傳感器敏感芯體的結(jié)構(gòu)形式

　　壓電加速度傳感器的敏感芯體一般由壓電材料和附加質(zhì)量塊組成，當(dāng)質(zhì)量塊受到加速度作用后便轉(zhuǎn)換成一個(gè)與加速度成正比并加載到壓電材料上的力，而壓電材料受力后在其表面產(chǎn)生一個(gè)與加速度成正比的電荷信號(hào)。壓電材料的特性決定了作用力可以是受正應(yīng)力也可以是剪應(yīng)力，壓電材料產(chǎn)生的電荷大小隨作用力的方向以及電荷引出表面的位置而變。根據(jù)壓電材料不同的受力方法，常用傳感器敏感芯體的結(jié)構(gòu)一般有以下三種形式：

１）壓縮形式– 壓電材料受到壓縮或拉伸力而產(chǎn)生電荷的結(jié)構(gòu)形式。壓縮式敏感芯體是加速度傳感器中傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。其特點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單方便，能產(chǎn)生較高的自振諧振頻率和較寬的頻率測(cè)量范圍。缺點(diǎn)是不能有效地排除各種干擾對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響。 

２）剪切形式– 通過(guò)對(duì)壓電材料施加剪切力而產(chǎn)生電荷的結(jié)構(gòu)形式。從理論上分析在剪切力作用下壓電材料產(chǎn)生的電荷信號(hào)受外界干擾的影響甚小，因此剪切結(jié)構(gòu)形式成為廣泛使用的加速度傳感器敏感芯體。然而在實(shí)際制造過(guò)程中，確保剪切敏感芯體的加速度計(jì)持有較高和穩(wěn)定的頻率測(cè)量范圍卻是傳感器制造中工藝中更為困難的一個(gè)環(huán)節(jié)。