压电陶瓷谐振传感器接口电路优化设计*

王银玲， 李华聪

(1.西南科技大学 工程技术中心，四川 绵阳 621010； 2.西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710072)

0 引 言

声发射检测目前广泛应用在压力容器、锅炉、管道、火箭壳体、核反应堆等大型构件的损伤检测中。声发射检测是一种无损检测技术，材料在拉伸、损伤等情况下都会有声发射信号产生，通过接收和分析材料的声发射信号，分析材料内部潜在的裂纹和缺陷，评估材料的机械性能和安全状况[1]。

压电陶瓷是一种具有压电效应的功能陶瓷，在力的作用下，会引起其内部正负电荷中心相对位移而发生极化现象，导致在材料的端表面出现相反束缚电荷。压电陶瓷表面的电荷密度与其所受的机械应力成正比。压电陶瓷可将音频、震动、压力等信号转换为电信号，广泛应用于工业检测等领域[2]。

在声发射检测过程中，传感器距离接收主机的距离可达100 m，甚至更远，为了屏蔽干扰信号两者之间以同轴电缆连接。由于声发射传感器输出的电信号为微伏(μV)至毫伏(mV)级别，如此微弱的信号要想长距离传输，必须在传感器的输出端接入前置放大模块，以对信号进行前置放大。前置放大模块的供电方式可分为独立电源供电和信号—电源共线的供电两种。独立供电方式具有结构简单、高带宽、低频放大特性好等优点，在近距离的检测中广泛使用，但对于声发射这类动辄距离传感器上百米的检测就不太适用，这样就增加了布线的成本，也增加了布线的复杂性。……