Grundlagen eines geladenen Piezos: pC/G, mV/G, Signalanalyse

Wie liest man ein Piezosignal wie das Signal am Oszilloskop? Soll ich nur die erste Flanke des Signals wie im Bild unten lesen?

Das hängt von Ihrer Anwendung ab. Ich lese es als einen Verstärker, der zum ersten Mal sättigt$80\mu\mathrm{s}$oder so, weil die Gate-Spannung wackelt, aber der FET-Ausgang auf Masse sitzt.

Was ist pC/G?

Pico Coulomb pro g, mit$\mathrm{1g = 9.81 m/s^2}$.$0.84 \mathrm{pC/g}$bedeutet, dass bei einer plötzlichen Beschleunigungsänderung von 1 g 0,84 Picocoulombs aus dem Piezogerät herauskommen (oder hineingehen). Normalerweise haben Sie das Ding mit einem kleinen Widerstand geladen, der seine Spannung auf Null zurückbringt (oder was auch immer Sie es vorgespannt haben).

Wie mache ich eine Umwandlung von pC/G in V ?

Wenn der Piezo eine genau definierte Kapazität hat (siehe Datenblatt), gibt der Piezo selbst innerhalb seiner Bandbreite eine Spannung von aus$k / C_p$, Wo$k = 0.84\mathrm{pC/g}$Und$C_p$ist die Kapazität des Piezos. In diesem Fall könnten Sie ihm mit einem einfachen alten Spannungsverstärker mit der entsprechenden Verstärkung und Bandbreite folgen.

Das Datenblatt, das ich gefunden habe, listet eine Ausgangskapazität von auf$390\mathrm{pF} \pm 30\%$. Das ist eine ziemlich große Bandbreite. Addieren Sie das zur Empfindlichkeitsvariation von$\pm 15\%$und wenn Sie für die Genauigkeit von der Ausgangskapazität abhängen, liegt Ihre Gesamtabweichung irgendwo in der Nähe$\pm 50\%$. Das bedeutet, dass Sie entweder ungenaue Messungen vornehmen oder jeden Sensor kalibrieren.

Wenn Sie die Genauigkeit erhöhen möchten, müssen Sie einen Verstärker mit niedriger Eingangsimpedanz für den gewünschten Frequenzbereich herstellen und sicherstellen, dass er stabil ist. Ihre Frage enthält nicht annähernd genug Informationen, um zu wissen, ob dies notwendig oder wünschenswert ist.

Ist mein Verstärker überhaupt korrekt? Sonst noch ein günstiger Vorschlag?

Das hängt davon ab, was Sie davon wollen. Ich bin mir nicht sicher, ob Sie sich bei einer 5-V-Versorgung überhaupt darauf verlassen können, dass dies für jeden Transistor, den Sie dort einsetzen, oder über einen beliebigen Temperaturbereich funktioniert. Ich wäre viel eher geneigt, einen kostengünstigen Operationsverstärker im nicht invertierenden Modus zu verwenden, aber Ihre "niedrigen Kosten" sind möglicherweise niedriger als meine.