电阻应变式称重传感器原理图：ICP传统的电荷输出传感器工作原理

　　从历史上看，压电电荷输出传感器已经被用于几乎所有的动态测量应用中。这些传感器仅包含压电传感元件(无内置电子元件)，并具有高阻抗输出信号。电荷输出传感器的主要优点是它们可以在高温环境下工作。一些传感器可以承受超过+1000？？F(+538？？c)温度。然而，压电传感晶体产生的输出对各种环境因素极其敏感。必须使用低噪声布线来降低射频干扰和电磁干扰。使用带子或胶带可以减少摩擦电(运动诱发)噪音。为了正确分析来自电荷输出传感器的信号，通常需要将高阻抗输出转换为低阻抗电压信号。这可以直接通过读出设备的输入或通过串联电压和电荷放大器来实现。每个案例都将单独考虑。电压模式(和电压放大)系统中的一些压电传感器具有极高的内部源电容值，可以直接插入高阻电阻应变式称重传感器原理图抗(1兆欧)读出设备，如示波器和分析仪。其他内部源电容较低的元件可能需要在线信号调理，如电压放大器。这些电压模式系统的示意图包括传感器、电缆和电压放大器或感测设备的输入电容，如图2所示。假设绝缘电阻(信号和接地之间的电阻)较大(10.12欧姆)，因此未在示意图中显示。电荷输出传感器的开路(例如，电缆断开)电压灵敏度V1(伏特/磅/平方英寸，磅或克)可以由等式1数学地表示。V 1 = q/C 1(等式1)，其中:q =基本电荷灵敏度(单位:pC/psi)，lb或g C 1 =内部传感器(晶体)电容(单位:pF)(p =微微= 1 x 10-12；F =法拉)在读数仪器(或输入级)电压放大器中测量的整个系统的电压灵敏度是等式2中所示的减小值。V 2 =电阻应变式称重传感器原理图 q /(C 1+C 2+C 3)(等式2)，其中:C2 =电缆电容C 3，单位为pF =电压放大器或读出仪器的输入电容，单位为pF。根据静电定律(等式1和2)，具有低电容的感测元件将具有高电压灵敏度。这解释了为什么低电容石英传感器主要用于电压系统。系统电压灵敏度对总系统电容的这种依赖性严重限制了传感器输出电缆的长度。它解释了为什么高阻抗压电传感器的电压模式灵敏度是用给定的电缆电容来测量和指定的。如果电缆长度和/或类型发生变化，必须重新校准系统。这些公式还显示了保持传感器输入电缆/连接器干燥和清洁的重要性。污染导致的总电容或绝缘电阻损耗的任何变化都会从根本上改变系统特性。此外，高阻抗输出信号迫使使用低噪声同轴电缆，除非采取大量措施密封电缆和连接器，否则此类系统不能用于潮湿或肮脏的环境。就性能而言，电压模式系统可以在高频下线性工作。一些传感器的频率限制超过1 MHz，因此它们可以用来检测上升时间只有几微秒的冲击波。但是，必须小心，因为大电容电缆负载可能会充当滤波器，并降低较高的工作频率范围。不幸的是，许多电压放大系统的本底噪声(分辨率)可能比等效电荷放大系统高一个数量级。因此，高分辨率等离子体和/或电荷放大传感器通常用于低振电阻应变式称重传感器原理图幅动态测量。