傳感器是現(xiàn)代生活中最重要的電子器件之一，被譽(yù)為現(xiàn)代智能化的神經(jīng)觸角，是萬物互聯(lián)時(shí)代的重要組成部分。傳感器主要由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和變換電路組成，它能將感知到的信息，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以滿足信息的傳輸、處理、儲(chǔ)存、顯示和記錄分析等作用。

從陸地上的汽車，到天空中的飛機(jī)；從近在身邊的手機(jī)，到遠(yuǎn)在宇宙的火箭飛船，傳感器都是他們身上重要的一部分，如同人類的五官。

壓電傳感器是什么？

壓電傳感器是最常見的傳感器之一，其工作原理是基于壓電材料的壓電效應(yīng)，當(dāng)壓電材料受力作用而變形時(shí)，其表面會(huì)產(chǎn)生電荷，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，從而實(shí)現(xiàn)非電量的測(cè)量。

常見的壓電材料有石英晶體、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等，應(yīng)用于壓電式傳感器中的壓電元件材料一般分為三類：壓電晶體、壓電陶瓷、新型壓電材料。他們都有良好的靈敏度、轉(zhuǎn)換效率、機(jī)械性能好、工作溫度范圍寬和工作壽命長等特點(diǎn)。

壓電傳感器的應(yīng)用

由于壓電傳感器的特性，它多用于撓性運(yùn)動(dòng)、觸摸、振動(dòng)和沖擊測(cè)量。可用在醫(yī)療、航天航空、消費(fèi)電子和汽車等多個(gè)領(lǐng)域。隨著工業(yè)自動(dòng)化和智能制造的推進(jìn)，對(duì)精確測(cè)量和控制的需求增加，壓電傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也將繼續(xù)擴(kuò)大。

壓電傳感器的測(cè)試難點(diǎn)

由于壓電傳感器的工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量，因?yàn)閴弘娫挥性诮蛔兞Φ淖饔孟?，電荷才能源源不斷地產(chǎn)生，才可以給測(cè)量回路一定的電流，所以它只適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。

并且壓電傳感器輸出信號(hào)很小，想要對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，一般需要接入放大器來放大微弱的輸出信號(hào)，但這同時(shí)也可能會(huì)放大和引入一些鏈路中的噪聲，不利于對(duì)真正的信號(hào)做測(cè)量。

針對(duì)以上的情況，如果用源表對(duì)壓電傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，可能會(huì)采樣率不夠高，很難觀測(cè)到壓電傳感器實(shí)際的信號(hào)變化狀態(tài)，無法滿足動(dòng)態(tài)測(cè)試條件。所以需要考慮使用示波器來對(duì)壓電傳感器進(jìn)行測(cè)試，由于壓電傳感器輸出信號(hào)微弱，這就要求示波器底噪非常小，否則可能會(huì)掩蓋住它的輸出信號(hào)，從而失去測(cè)試的意義。

傳感器測(cè)試方案

泰克的MSO6B系列示波器的底噪性能非常優(yōu)異，底噪的有效值在20MHZ帶寬下低至8.68uV，1G帶寬下低至51.5uV，是測(cè)量傳感器輸出微小信號(hào)的最佳選擇！

除此之外，泰克的MSO6B系列示波器還具有高分辨率12位ADC（高分辨率模式能到16位）和高采樣率的特點(diǎn)，幫助發(fā)現(xiàn)最初的真實(shí)信號(hào)，不遺漏任何一點(diǎn)細(xì)節(jié)。

實(shí)測(cè)案例

下面我們看一個(gè)實(shí)測(cè)案例，來見證一下，泰克MSO6B系列示波器在傳感器領(lǐng)域的表現(xiàn)。

（MSO6B系列的測(cè)試結(jié)果）

上圖為泰克MSO6B系列對(duì)壓電傳感器的測(cè)試結(jié)果，該正弦波的峰峰值，會(huì)隨著對(duì)壓電傳感器所施加力的振蕩頻率升高，從而壓電傳感器輸出信號(hào)也逐漸增大，該壓電傳感器對(duì)實(shí)驗(yàn)的最小振蕩頻率的輸出信號(hào)只有3-4mv，最大實(shí)驗(yàn)振蕩頻率的輸出信號(hào)有73-74mv左右。

如果示波器底噪很大的話，可以看到是下圖的測(cè)試情況，首先我們會(huì)看到很粗的一條波形，上面布滿了儀器的底噪，對(duì)于前面的測(cè)試項(xiàng)目，我們所得到的值，均變成了~30mv和~85mv，比MSO6B低噪聲示波器測(cè)試數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大了很多，并且波形并不干凈，最終影響我們對(duì)真實(shí)信號(hào)的測(cè)量和分析。