3.2 “飽和現象”

　　這主要是預緊彈簧的預緊力不足造成的。彈簧經過調整后，若預緊彈簧對慣性質量塊施加的預壓力為f ，當傳感器受到軸向動態加速度作用時，則壓電晶體片受到的合成壓力為：

　　式中：m為等效慣性質量（包括預緊彈簧、墊片及壓電晶體片自身的質量）。當正向安裝時，的符號為正。當反向安裝時，的符號為負。所以，當傳感器基座向上加速運動時，慣性質量塊有向下運動的趨勢，因而產生一個指向基座的慣性力，使壓電晶體片上的壓縮力增大；相反，當傳感器基座向下加速運動時 ，慣性質量塊有向上運動的趨勢，產生背向基座的慣性力，則使壓電晶體片上的壓縮力減小。由式（5）可以看出 ，對于反向安裝的情況，當 =f時，F≤0，壓電晶體片的壓縮力不存在，它只承受自身負載的作用，所以出現了“飽和現象”。

　　要想增大“飽和加速度”的數值，就得加大對預緊彈簧的預緊力。預緊彈簧對慣性質量塊的靜態預壓力必須遠遠超過傳感器基座在沖擊振動過程產生的最大動態應力?？墒?，此預緊力不能無限增高。由式（5）可知，若增加預緊力，則在正向安裝的情況，壓電晶體片所承受的壓縮力提高，相對地說，只有使動態應力值減小才能使傳感器保持相同的強度，所以降低了“失效加速度”的數值，這個靜態預緊力通過試驗方法確定 。

　　鑒于上述分析可以看出，當被測加速度的動態范圍很大時，壓縮式壓電傳感器的幅值線性度變差；被測加速度超過1 000 m／s？2時，正向與反向加速度靈敏度存在一定的偏差。對于要求測量反向沖擊加速度值的傳感器，必須進行反向靈敏度幅值線性度的檢定，以減小測量誤差。檢定規程對壓電加速度的幅值線性度規定比較嚴格，對于壓縮式傳感器而言，實質上是指正向靈敏度，若想兼顧反向靈敏度就會超差，為此應對其反向靈敏度的幅值線性做專門的補充規定。