有三種主要的方法用于在壓電晶體上引發(fā)應(yīng)力以產(chǎn)生電輸出。
- 壓縮
- 剪斷
- 彎曲
對(duì)于加速度計(jì),每種技術(shù)都提供某些性能屬性,這使得一種設(shè)計(jì)更適合某些應(yīng)用而非其他應(yīng)用。
壓電效應(yīng)
壓電效應(yīng)是石英的固有特性和某些制造的陶瓷晶體??的誘導(dǎo)特性。壓電加速度計(jì)由諸如其傳感元件的晶體構(gòu)成。當(dāng)晶體由于施加的力而經(jīng)受應(yīng)力時(shí),負(fù)離子和正離子將以與施加的力成正比的量積聚在晶體的相對(duì)表面上。對(duì)于加速度計(jì),振動(dòng)質(zhì)量與晶體耦合。當(dāng)受到加速度的影響時(shí),質(zhì)量將使力作用在晶體上,從而產(chǎn)生比例電輸出。這種因果關(guān)系由牛頓運(yùn)動(dòng)定律F = ma定義。

壓縮設(shè)計(jì)
壓縮設(shè)計(jì)(或壓縮模式)具有零件少,剛度高,可實(shí)現(xiàn)高頻率范圍的優(yōu)點(diǎn)。由于晶體與殼體的基部緊密接觸,這種設(shè)計(jì)往往更容易受到基極應(yīng)變和熱瞬態(tài)效應(yīng)的影響。對(duì)基座的任何應(yīng)變或膨脹/收縮影響都容易傳遞到晶體,然后晶體可以響應(yīng)輸出而不是加速度,因此是誤差。因此,不建議將壓縮設(shè)計(jì)用于可能彎曲的金屬板或在熱不穩(wěn)定的環(huán)境中使用。

剪切設(shè)計(jì)
剪切設(shè)計(jì)(或剪切模式)為加速度計(jì)提供***佳的整體性能。

平面剪切設(shè)計(jì)(使用晶體板)和環(huán)形剪切設(shè)計(jì)(使用環(huán)形晶體)是普遍的。
每種款式的水晶都夾在中心柱和外層之間。附著的質(zhì)量越大,對(duì)于給定的加速度,對(duì)晶體施加的剪切力越大。加速度計(jì)結(jié)構(gòu)是剛性的,提供高頻范圍,并且由于晶體不與基極緊密接觸,因此應(yīng)變和熱瞬態(tài)效應(yīng)***小化。

彎曲設(shè)計(jì)
由于晶體承受高應(yīng)力水平,彎曲設(shè)計(jì)可以產(chǎn)生極高的輸出信號(hào)。
