產(chǎn)品中心
Product Center當(dāng)前位置:首頁(yè)產(chǎn)品中心振動(dòng)測(cè)量振動(dòng)傳感器PC-ZY-6壓電式加速度傳感器
壓電式加速度傳感器是基于壓電晶體的壓電效應(yīng)工作的。某些晶體在一定方向上受力變形時(shí),其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷
product
產(chǎn)品分類(lèi)品牌 | 鵬宸電氣 |
---|
壓電式加速度傳感器詳情
壓電式加速度傳感器參數(shù)
加速度傳感器是基于壓電晶體的壓電效應(yīng)工作的。某些晶體在一定方向上受力變形時(shí),其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷;當(dāng)外力去除后,又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài),這種現(xiàn)象稱(chēng)為“壓電效應(yīng)",具有“壓電效應(yīng)"的晶體稱(chēng)為壓電晶體。常用的壓電晶體有石英、壓電陶瓷等。
常用的壓電式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)形式如圖。S是彈簧,M是質(zhì)量塊,B是基座,P是壓電元件,R是夾持環(huán)。圖a是中央安裝壓縮型,壓電元件—質(zhì)量塊—彈簧系統(tǒng)裝在圓形中心支柱上,支柱與基座連接。這種結(jié)構(gòu)有高的共振頻率。然而基座B與測(cè)試對(duì)象連接時(shí),如果基座B有變形則將直接影響拾振器輸出。此外,測(cè)試對(duì)象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件,并使預(yù)緊力發(fā)生變化, 易引起溫度漂移。圖c為三角剪切形,壓電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。加速度計(jì)感受軸向振動(dòng)時(shí),壓電元件承 受切應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)對(duì)底座變形和溫度變化有隔離作用,有較高的共振頻率和良好的線性。圖b為環(huán)形剪切型,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能做成極小型、高共振頻率的加速度計(jì),環(huán)形質(zhì)量塊粘到裝在中心支柱上的環(huán)形壓電元件上。由于粘結(jié)劑會(huì)隨溫度增高而變軟,因此最高工作溫度受到限制。
加速度計(jì)的使用上限頻率取決于幅頻曲線中的共振頻率
一般小阻尼(z<=0.1)的加速度計(jì),上限頻率若取為共振頻率的 1/3,便可保證幅值誤差低于1dB(即12%);若取為共振頻率的1/5,則可保證幅值誤差小于0.5dB(即6%),相移小于30。但共振頻率與加速度計(jì)的固定狀況有關(guān),加速度計(jì)出廠時(shí)給出的幅頻曲線是在剛性連接的固定情況下得到的。實(shí)際使用的固定方法往往難于達(dá)到剛性連接,因而共振頻率和使用上限頻率都會(huì)有所下降。
其中采用鋼螺栓固定,是使共振頻率能達(dá)到出廠共振頻率的最好方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔,以免引起基座 變形,影響加速度計(jì)的輸出。在安裝面上涂一層硅脂可增加不平整安裝表面的連接可靠性。需要絕緣時(shí)可用絕緣螺栓和云母墊片來(lái) 固定加速度計(jì),但墊圈應(yīng)盡量簿。用一層簿蠟把加速度計(jì)粘在試件平整表面上,也可用于低溫(40℃以下)的場(chǎng)合。手持探針測(cè)振方法,在多點(diǎn)測(cè)試時(shí)使用特別方便,但測(cè)量誤差較大,重復(fù)性差,使用上限頻率一般不高于 1000Hz。用專(zhuān)用磁鐵固定加速度計(jì),使用方便,多在低頻測(cè)量中使用。此法也可使加速度計(jì)與試件絕緣。用硬性粘接螺栓或粘接劑的固定方法也長(zhǎng)使用。某種典型的加速度計(jì)采用上述各種固定方法的共振頻率分別約為:鋼螺栓固定法31kHz,云母墊片28kHz,涂簿蠟層29kHz,手持法2kHz,磁鐵固定法7kHz。
壓電加速度計(jì)屬發(fā)電型傳感器,可把它看成電壓源或電荷源,故靈敏度有電壓靈敏度和 電荷靈敏度兩種表示方法。前者是加速度計(jì)輸出電壓(mV)與所承受加速度之比;后者是加速度計(jì)輸出電荷與所承受加速度之比。 加速度單位為m/s^2,但在振動(dòng)測(cè)量中往往用標(biāo)準(zhǔn)重力加速度g作單位,1g= 9.80665m/s^2。這是一種已為大家所接受的表示方式,幾乎所有 測(cè)振儀器都用g作為加速度單位并在儀器的板面上和說(shuō)明書(shū)中標(biāo)出。
對(duì)給定的壓電材料而言,靈敏度隨質(zhì)量塊的增大或壓電元件的增多而增大。一般來(lái)說(shuō),加速度計(jì)尺寸越大 ,其固有頻率越低。因此選用加速度計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)權(quán)衡靈敏度和結(jié)構(gòu)尺寸、附加質(zhì)量的影響和頻率響應(yīng)特性之間的利弊。
壓電晶體加速度計(jì)的橫向靈敏度表示它對(duì)橫向(垂直于加速度計(jì)軸線)振動(dòng)的敏感程度,橫向靈敏度常以主靈敏度(即加速度計(jì)的電壓靈敏度或電荷靈敏度)的百分比表示。一般在殼體上用小紅點(diǎn)標(biāo)出最小橫向靈敏度方向,一個(gè)優(yōu)良的加速度計(jì)的橫向靈敏度應(yīng)小于主靈敏度的3%。因此,壓電式加速度計(jì)在測(cè)試時(shí)具有明顯的方向性。