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教你正确选择加速度传感器

作者:时间:2013-09-21来源:网络收藏

计因其频响宽、动态范围大、可靠性高、使用方便,受到广泛应用。用户作通用振动、冲击测量时,主要关心的技术指标为:灵敏度、频率范围,内部结构,现场环境和与后续仪器配置等。

  1、灵敏度的选择

  扬州晶明的产品介绍给出了参考量程范围,目的是让用户在众多不同灵敏度的计中能方便地选出合适的产品,最小测量值也称最小分辨率,考虑到后级放大电路噪声问题,应尽量远离最小可用值,以确保最佳信噪比。最大测量极限要考虑加速度计自身的非线性影响和后续仪器的最大输出电压,估算方法:最大被测加速度×的电荷/电压灵敏度,以上数值是否超过配套仪器的最大输入电荷/电压值,建议如已知被测加速度范围可在指标中的“参考量程范围”中选择(兼顾频响、重量),同时,在频响、重量允许的情况下,灵敏度可考虑高些,以提高后续仪器输入信号,提高信噪比。

  在兼顾频响、重量的同时,可参照以下范围选择灵敏度:土木工程原型和超大型机械结构的振动在0.1g~10g左右,可选3000pC/g~300pC/g的加速度计,机械设备的振动在10g~100g左右,可选择20pC/g~200pC/g的加速度计,冲击可选0.1pC/g~20pC/g左右的加速度计。

  2、频率选择

  生产厂给出的频响曲线是用螺钉安装的,一般将曲线分成二段:谐振频率和使用频率。使用频率的给值是按灵敏度偏差给出,有±10%、±5%、±3dB。谐振频率一般是避开不用,但也有特例,如轴承故障检测。

  选择加速度计的频率应高于被测物的振动频率,有倍频分析要求的加速度计频响应更高。土木工程是低频,加速度计可选择0.2Hz~1kHz左右,机械设备一般是中频段,可根据设备转速、设备刚度等因素综合估计频率,选择0.5Hz~5kHz的加速度计。冲击测量高频居多。

  加速度计的安装方式不同也会改变使用频响(对振动值影响不大),安装面要平整、光洁,安装选择应根据方便、安全的原则。这里给出同一只KD1005加速度计不同安装方式的使用频率:螺钉5kHz,环氧或“502”4kHz,磁吸盘1.5kHz,双面胶0.5kHz,由此可见,安装方式对测试频响影响很大,应注意选择。

  加速度计的重量、灵敏度与使用频率成反比,灵敏度高,重量大,使用频率低,这也是选择的技巧。

  3、内部结构

  内部结构是指敏感材料晶体片感受振动的方式及安装形式,有压缩和剪切两大类,常见的有中心压缩、平面剪切、三角剪切、环型剪切。中心压缩频响高于剪切型,剪切型的环境适应性好于中心压缩型。如配用积分型电荷放大器测量速度、位移时,最好选用剪切型产品,这样所得信号波动小,稳定性好。

  4、内置电路

  内置的概念是将电荷/电压转换放大电路置于加速度计内,成为具有电压输出功能的传感元件。它可分双电源(四线)及单电源(二线并带偏置的称ICP)两种,下面所指内装电路专指ICP型。

  目前,内置电路在国内使用较多的方面是用于机械故障、桩基检测,不少在线监测项目上也在使用该类产品。

  ICP的芯线作供电并又是信号输出通道。内置电路传感器灵敏度的选型计算:


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关键词: 加速度 传感器
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