電式加速度傳感器是利用某些物質(zhì)如石英晶體的壓電效應(yīng),在加速度計(jì)受振時(shí),質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率時(shí),則力的變化與被測(cè)加速度成正比。由于壓電式傳感器的輸出電信號(hào)是微弱的電荷,而且傳感器本身有很大內(nèi)阻,故輸出能量甚微,這給后接電路帶來(lái)一定困難。為此,通常把傳感器信號(hào)先輸?shù)礁咻斎?/span>阻抗的前置放大器經(jīng)過阻抗變換以后,方可用于一般的放大、檢測(cè)電路將信號(hào)輸給指示儀
技術(shù)參數(shù)
工作溫度 -196~+200℃
測(cè)量范圍 0.001~800MPa
重復(fù)性 0.5~1%FS
靈敏度 0.2~1000PC/MPa
非線性 0.3~1%FS
遲滯 1%FS
固有頻率 75~500kHz
溫度漂移 0.02~0.5%FS/℃
加速度靈敏度 0.01~100MPa/g
靈敏度溫度系數(shù) 0.02~0.5%/℃
壓電式加速度傳感器的選擇方法
壓電加速度傳感器因其頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大、可靠性高、使用方便,受到廣泛應(yīng)用。在一般通用振動(dòng)測(cè)量時(shí),用戶主要關(guān)心的技術(shù)指標(biāo)為:靈敏度、頻率范圍,內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)置電路型與純壓電型的區(qū)別,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與后續(xù)儀器配置等。現(xiàn)在就隨必優(yōu)傳感,一起來(lái)了解壓電式加速度傳感器的選擇方法吧。
一、靈敏度的選擇
制造商在產(chǎn)品介紹或說明書中一般都給出傳感器的靈敏度和參考量程范圍,目的是讓用戶在選擇不同靈敏度的加速度傳感器時(shí)能方便地選出合適的產(chǎn)品,zui小加速度測(cè)量值也稱zui小分辨率,考慮到后級(jí)放大電路噪聲問題,應(yīng)盡量遠(yuǎn)離zui小可用值,以確保zui佳信噪比。zui大測(cè)量極限要考慮加速度傳感器自身的非線性影響和后續(xù)儀器的zui大輸出電壓。
估算方法:zui大被測(cè)加速度×傳感器電荷(電壓)靈敏度,其數(shù)值是否超過配套儀器的zui大輸入電荷(電壓)值。建議如已知被測(cè)加速度范圍可在傳感器指標(biāo)中的“參考量程范圍”中選擇(兼顧頻響、重量),同時(shí),在頻響、質(zhì)量允許的情況下,盡量選擇高靈敏度的傳感器,以提高后續(xù)儀器輸入信號(hào),提高信噪比。在兼顧頻響、質(zhì)量的同時(shí),可參照以下范圍選擇傳感器靈敏度:以電荷輸出型壓電加速度傳感器為例:
1. 土木工程和超大型機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)在0.1g-10g(1g=9.81m/s2)左右,可選電荷靈敏度在300pC/ms-2~30pC/ms-2的壓電加速度傳感器,屬于電荷輸出型壓電加速度傳感器。
2. 特殊的土木結(jié)構(gòu)(如樁基)和機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)在100ms-2~1000ms-2,可選擇20pC/ms-2~2pC/ms-2的加速度傳感器。
3. 沖擊,碰撞測(cè)量量程一般10000ms-2~1000000ms-2,可選則傳感器靈敏度是0.2pC/ms-2~0.002pC/ms-2的加速度傳感器。