傳感器是現(xiàn)代生活中最重要的電子器件之一，被譽為現(xiàn)代智能化的神經(jīng)觸角，是萬物互聯(lián)時代的重要組成部分。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，以滿足信息的傳輸、處理、儲存、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，其表面會產(chǎn)生電荷，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，從而實現(xiàn)非電量的測量。

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。

壓電傳感器的應(yīng)用

由于壓電傳感器的特性，它多用于撓性運動、觸摸、振動和沖擊測量?？捎迷卺t(yī)療、航天航空、消費電子和汽車等多個領(lǐng)域。隨著工業(yè)自動化和智能制造的推進(jìn)，對精確測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。

壓電傳感器的測試難點

由于壓電傳感器的工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因為壓電元件只有在交變力的作用下，電荷才能源源不斷地產(chǎn)生，才可以給測量回路一定的電流，所以它只適用于動態(tài)測量。

并且壓電傳感器輸出信號很小，想要對其輸出信號進(jìn)行精準(zhǔn)測量，一般需要接入放大器來放大微弱的輸出信號，但這同時也可能會放大和引入一些鏈路中的噪聲，不利于對真正的信號做測量。

針對以上的情況，如果用源表對壓電傳感器的輸出信號進(jìn)行測量，可能會采樣率不夠高，很難觀測到壓電傳感器實際的信號變化狀態(tài)，無法滿足動態(tài)測試條件。所以需要考慮使用示波器來對壓電傳感器進(jìn)行測試，由于壓電傳感器輸出信號微弱，這就要求示波器底噪非常小，否則可能會掩蓋住它的輸出信號，從而失去測試的意義。

傳感器測試方案

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，是測量傳感器輸出微小信號的最佳選擇！

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，幫助發(fā)現(xiàn)最初的真實信號，不遺漏任何一點細(xì)節(jié)。

實測案例

下面我們看一個實測案例，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系列的測試結(jié)果）

上圖為泰克MSO6B系列對壓電傳感器的測試結(jié)果，該正弦波的峰峰值，會隨著對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也逐漸增大，該壓電傳感器對實驗的最小振蕩頻率的輸出信號只有3-4mv，最大實驗振蕩頻率的輸出信號有73-74mv左右。

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