以单片压电陶瓷(如锆钛酸铅，简称PZT)晶体、粘贴式和埋入式压电传感器为研究对象，从压电本构方程和结构动力学的振动原理出发，采用集总质量法推导出PZT传感器正压电效应的电荷表达式及等效刚度表达式，建立粘贴式和埋入式PZT传感器的简化力学模型，得到考虑多参数影响的电荷表达式。考虑黏结胶层阻尼吸收能量的作用，建立了胶层阻尼效应影响的传感模型，并求得压电传感器的电压表达式。数值模拟结果表明：在PZT传感模型中，利用压电方程和振动方程联合求解可以快速得到PZT的传感信号，而且PZT片的电压输出特性与作用力的大小及黏结胶层有关。通过测量和分析PZT传感器输出电信号峰值与频率的变化，并与数值分析结果进行对比，证明了运用所建立的传感模型能够有效地模拟检测PZT的正压电规律。
作者：蒙彦宇；关海爽；高丽；曲国军
来源：北华大学学报（自然科学版） 2014 年 6期
