影响压电式传感器精度的因素分析

1、非线性

压电传感器的幅值线性度是指被测物理量(如力、压力、加速度等)的增加，其灵敏度的变化程度。现以压电加速度传感器为例，说明幅值线性度。压电加速度传感器幅值线性范围的下限理论值可到0,但是由于非振动环境的影响和二次仪表(电荷放大器、阻抗变换器)噪声电平的限制，只能用较高灵敏度的压电加速度传感器来测量小加速度。

2、横向灵敏度

压电加速度传感器的横向灵敏度的产生原因有:机械加工精度不够;装配精度不够;装配过程中净化条件不够，灰尘、杂质等污染了传感器零件，超差严重;以及压电转换元件自身存在缺陷，如切割精度不够、压电转换元件各部分压电常数不一致等。横向灵敏度比指标集中反映了一个压电传感器的内在质量缺陷，它是衡量一个传感器质量的极其重要的技术指标。压电加速度传感器的横向灵敏度是有方向性的。在装配传感器时，只要仔细调整各压电转换元件的相互位置，就可以起互相补偿作用，使横向灵敏度有所降低。

3、环境温度的影响

环境温度的变化对压电材料的压电常数和介电常数的影响都很大，它将使传感器灵敏度发生变化，压电材料不同，温度影响的程度也不同。当温度低于400 °C时，其压电常数和介电常数都很稳定。

人工极化的压电陶瓷温度的影响比石英要大得多，不同的压电陶瓷材料，压电常数和介电常数的温度特性比钛酸钡好得多，用作耐高温传感器的转换元件。为了提高压电陶瓷的温度稳定性和时间稳定性，一般应进行人工老化处理。但天然石英晶体无需做人工老化处理，其性能很稳定。经人工老化后的压电陶瓷在常温条件下性能稳定，但在高温环境中使用时，性能仍会变化，为了减小这种影响，在设计传感器时就采取隔热措施。

4、湿度的影响

环境湿度对压电式传感器性能的影响也很大。如果传感器长期在高湿度环境下工作，其绝缘电阻将会减小，低频响应变坏。为了能达到这一 指标，应采取必要的措施:合格的结构设计。把转换元件组成一个密封式整体，有关部分一定要良好绝缘，严格的清洁处理和装配，电缆两端必须气密焊封，必要时可采用焊接全密封方案。

5、电缆噪声

普通的同轴电缆是由聚乙烯或聚四氟乙烯作绝缘保持层的多股绞线组成，外部屏蔽是一个编织的多股镀银金属套包在绝缘材料上。工作时，电缆受到弯曲或振动时，屏蔽套、绝缘层和电缆芯线之间可能发生相对位移或摩擦而产生静电荷。由于压电式传感器是电容性的，这种静电荷不会很快消失而被直接送到放大器,这就形成电缆噪声。为了减小这种噪声。可使用特制的低噪声电缆，同时将电缆紧固，以免产生相对运动。

6、接地回 路噪声

在测试系统中接有多种测量仪器,如果各仪器与传感器分别接地，各接地点又有电位差，这便在测量系统中产生噪声。防止这种噪声的有效方法是整个测量系统在一点接地。 而且选择指示器的输人端为接地点。