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壓電加速度傳感器的靈敏度與量程

2020-09-02 14:31:15

壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計。它也屬於慣性式傳感器。它是利用某些物質如石英晶體的壓電效應,在加速度計受振時,質量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動頻率遠低於加速度計的固有頻率時,則力的變化與被測加速度成正比。

介電溫譜測試

介電溫譜測試下麵介紹一下壓電加速度傳感器的靈敏度與量程應如何選擇?

壓電型式的加速度計是振動測試的**主要傳感器。雖然壓電型加速度計的測量範圍寬,但因市場上此類

加速度計

品種繁多,所以給正確的選用帶來一定的難度。作為選用振動傳感器的一般原則:正確的選用應該基於對測量信號以下三方麵的分析和估算。

a.被測振動量的大小

b.被測振動信號的頻率範圍

c.振動測試現場環境

壓電型式的加速度計是振動測試的**主要傳感器。雖然壓電型加速度計的測量範圍寬,但因市場上此類

加速度計

品種繁多,所以給正確的選用帶來一定的難度。作為選用振動傳感器的一般原則:正確的選用應該基於對測量信號以下三方麵的分析和估算。

以下將針對上述三個方麵並參照傳感器的相關技術指標對具體的選用作進一步地討論。

傳感器的靈敏度與量程範圍

傳感器的靈敏度是傳感器的**基本指標之一。靈敏度的大小直接影響到傳感器對振動信號的測量。不難理解,傳感器的靈敏度應根據被測振動量(加速度值)大小而定,但由於壓電加速度傳感器是測量振動的加速度值,而在相同的位移幅值條件下加速度值與信號的頻率平方成正比,所以不同頻段的加速度信號大小相差甚大。大型結構的低頻振動其振動量的加速度值可能會相當小,例如當振動位移為 1mm, 頻率為1 Hz 的信號其加速度值僅為0.04m/s2(0.004g);然而對高頻振動當位移為0.1mm,頻率為10 kHz的信號其加速度值可達4 x 10 5m/s2 (40000g)。因此盡管壓電式加速度傳感器具有較大的測量量程範圍,但對用於測量高低兩端頻率的振動信號,選擇加速度傳感器靈敏度時應對信號有充分的估計。**常用的振動測量壓電式加速度計靈敏度,電壓輸出型(IEPE 型)為50——100 mV/g,電荷輸出型為10 —— 50 pC/g。

工作原理

壓電式加速度傳感器是基於壓電晶體的壓電效應工作的。某些晶體在一定方向上受力變形時,其內部會產生極化現象,同時在它的兩個表麵上產生符號相反的電荷;當外力去除後,又重新恢複到不帶電狀態,這種現象稱為“壓電效應”,具有“壓電效應”的晶體稱為壓電晶體。常用的壓電晶體有石英、壓電陶瓷等。


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