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現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬(wàn)別,如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理地選用傳感器,是在進(jìn)行某個(gè)量的測(cè)量時(shí)首先要解決的問(wèn)題。當(dāng)傳感器確定之后,與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可以確定了。測(cè)量結(jié)果的成敗,在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。
加速度傳感器具有哪些特性?
加速度傳感器的靈敏度是其輸出信號(hào)(電壓/電荷)與輸入信號(hào)量(加速度)之比。靈敏度越高,信噪比越大,靜電干擾和電磁干擾噪聲越小。但是,在其他條件相同的前提下,為了獲得更高的靈敏度,需要更大的質(zhì)量,這帶來(lái)兩個(gè)缺點(diǎn):加速度傳感器質(zhì)量變大,共振頻率變低。
質(zhì)量
加速度計(jì)通常通過(guò)螺釘或膠合固定在物體表面。如果加速度計(jì)的動(dòng)態(tài)質(zhì)量接近物體的動(dòng)態(tài)質(zhì)量,則該部分質(zhì)量將影響待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),導(dǎo)致測(cè)量具有一定程度的失真。因此,當(dāng)被測(cè)物體相對(duì)較薄(電路板,外殼等)時(shí),應(yīng)特別注意使用小質(zhì)量的加速度傳感器。
諧振頻率
加速度傳感器本身是彈簧質(zhì)量阻尼系統(tǒng),因此必須有共振頻率。如果被測(cè)物體的振動(dòng)頻率接近該共振頻率,則加速度傳感器的靈敏度將急劇增加,并且輸出值無(wú)意義。通常,加速度計(jì)在其共振頻率的1/5或1/3頻段內(nèi)工作。
頻率響應(yīng)
頻率響應(yīng)加速度計(jì)通常被稱為其幅度響應(yīng)。理想加速度計(jì)的頻率響應(yīng)當(dāng)然是從0 Hz到 Hz的相同靈敏度,但實(shí)際上沒有這樣的傳感器。加速度計(jì)根據(jù)其工作原理而有所不同,有些在高頻段表現(xiàn)良好,可達(dá)到幾十kHz,有些具有更好的低頻響應(yīng)并可提供直流響應(yīng)。
加速度傳感器,是一種將加速度轉(zhuǎn)換為信號(hào)的傳感器,可用來(lái)測(cè)量加速力(物體在加速過(guò)程中作用于物體的力)。加速度傳感器可分為壓電式、壓阻式、電容式、伺服式四種,多數(shù)加速度傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)來(lái)工作的。選擇加速度傳感器的頻率應(yīng)高于被測(cè)物的振動(dòng)頻率,有倍頻分析要求的加速度傳感器頻響應(yīng)更高。土木工程是低頻,加速度傳感器可選擇0.2Hz~1kHz左右,機(jī)械設(shè)備一般是中頻段,可根據(jù)設(shè)備轉(zhuǎn)速、設(shè)備剛度等因素綜合估計(jì)頻率,選擇0.5Hz~5kHz的加速度計(jì)。沖擊測(cè)量高頻居多。加速度傳感器的安裝方式不同也會(huì)改變使用頻響(對(duì)振動(dòng)值影響不大),安裝面要平整、光潔,安裝選擇應(yīng)根據(jù)方便、安全的原則。加速度傳感器的重量、靈敏度與使用頻率成反比,靈敏度高,重量大,使用頻率低,這也是選擇的技巧。
加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過(guò)程中,通過(guò)對(duì)質(zhì)量塊所受慣性力的測(cè)量,利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據(jù)傳感器敏感元件的不同,常見的加速度傳感器包括電容式、電感式、應(yīng)變式、壓阻式、壓電式等。加速度傳感器具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率范圍寬、堅(jiān)固耐用、受外界干擾小以及壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號(hào)不需要任何外界電源等特點(diǎn),是被廣泛使用的振動(dòng)測(cè)量傳感器。雖然壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,商業(yè)化使用歷史也很長(zhǎng),但因其性能指標(biāo)與材料特性、設(shè)計(jì)和加工工藝密切相關(guān),因此在市場(chǎng)上銷售的同類傳感器性能的實(shí)際參數(shù)以及其穩(wěn)定性和一致性差別非常大。與壓阻和電容式相比,其缺點(diǎn)是壓電式加速度傳感器不能測(cè)量零頻率的信號(hào)。
傳感器是能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置的總稱,通常被測(cè)量是非電物理量,輸出信號(hào)一般為電量。加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子器件。加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成,加速力就是當(dāng)物體在加速過(guò)程中作用在物體上的力,即地球引力、重力。加速力可以是個(gè)常量,比如g,也可以是變量。加速度計(jì)有兩種:一種是角加速度計(jì),由陀螺儀(角速度傳感器)改進(jìn)而來(lái);另一種就是線加速度計(jì)。