压电式加速度传感器原理
压电式加速度传感器是运用某些物质如石英晶体的压电效应,在加速度计受振时,质量块加在压电元件上的力也随之改动。当被测振荡频率远低于加速度计的固有频率时,则力的改动与被测加速度成正比。
因为压电式传感器的输出电信号是弱小的电荷,并且传感器本身有很大内阻,故输出能量甚微,这给后接电路带来必定困难。为此,一般把传感器信号先输到高输入阻抗的前置扩大器。通过阻抗改换今后,方可用于一般的扩大、检测电路将信号输给指示外表或记录器。
压电式加速度传感器技术参数
工作温度 -196~+200℃
丈量规模 0.001~800MPa
重复性 0.5~1%FS
灵敏度 0.2~1000PC/MPa
非线性 0.3~1%FS
迟滞 1%FS
固有频率 75~500kHz
温度漂移 0.02~0.5%FS/℃
加速度灵敏度 0.01~100MPa/g
灵敏度温度系数 0.02~0.5%/℃
压电式加速度传感器的挑选办法
压电加速度传感器因其频响宽、动态规模大、可靠性高、运用便利,遭到广泛应用。在一般通用振荡丈量时,用户首要关怀的技术目标为:灵敏度、频率规模,内部结构、内置电路型与纯压电型的差异,现场环境与后续仪器装备等。现在就随必优传感,一起来了解压电式加速度传感器的挑选办法吧。
一、灵敏度的挑选
制作商在产品介绍或阐明书中一般都给出传感器的灵敏度和参阅量程规模,意图是让用户在挑选不同灵敏度的加速度传感器时能便利地选出适宜的产品,最小加速度丈量值也称最小分辨率,考虑到后级扩大电路噪声问题,应尽量远离最小可用值,以保证最佳信噪比。最大丈量极限要考虑加速度传感器本身的非线性影响和后续仪器的最大输出电压。
预算办法:最大被测加速度×传感器电荷(电压)灵敏度,其数值是否超越配套仪器的最大输入电荷(电压)值。主张如已知被测加速度规模可在传感器目标中的“参阅量程规模”中挑选(统筹频响、分量),一起,在频响、质量答应的情况下,尽量挑选高灵敏度的传感器,以进步后续仪器输入信号,进步信噪比。在统筹频响、质量的一起,可参照以下规模挑选传感器灵敏度:以电荷输出型压电加速度传感器为例:
1. 土木工程和超大型机械结构的振荡在0.1g-10g(1g=9.81m/s2)左右,可选电荷灵敏度在300pC/ms-2~30pC/ms-2的压电加速度传感器,归于电荷输出型压电加速度传感器。
2. 特别的土木结构(如桩基)和机械设备的振荡在100ms-2~1000ms-2,可挑选20pC/ms-2~2pC/ms-2的加速度传感器。
3. 冲击,磕碰丈量量程一般10000ms-2~1000000ms-2,可选则传感器灵敏度是0.2pC/ms-2~0.002pC/ms-2的加速度传感器。
二、频率挑选
制作商给出的加速度传感器的频响曲线是用螺钉刚性衔接装置的。
一般将曲线分红二段:谐振频率和运用频率。运用频率是按灵敏度差错给出的,有±10%、±5%、±3dB。谐振频率一般是避开不必的,但也有特例,如轴承毛病检测。挑选加速度传感器的频率规模应高于被测验件的振荡频率。有倍频剖析要求的加速度传感器频率呼应应更高。土木工程一般是低频振荡,加速度传感器频率呼应规模可挑选0.2Hz~1kHz,机械设备一般是中频段,可根据设备转速、设备刚度等要素归纳预算振荡频率,挑选0.5Hz~5kHz的加速度传感器。如发电机转速在3000rms时,除以60s此刻它的主频率为50Hz。磕碰、冲击丈量高频居多。
加速度传感器的装置方法不同也会改动运用频响(对振荡值影响不大)。
装置面要平坦、光亮,装置挑选应根据便利、安全的准则。咱们给出同一只RC6500S加速度传感器不同装置方法的运用频率:螺钉刚性衔接(±10%差错)10kHz;环氧胶或“502”粘接装置6kHz;磁力吸座装置2kHz;双面胶装置1kHz。由此可见,装置方法的不同对测验频率的呼应影响很大,应留意挑选。加速度传感器的质量、灵敏度与运用频率成反比,灵敏度高,质量大,运用频率低,这也是挑选的技巧。