干貨！淺談加速度傳感器敏感芯體的結(jié)構(gòu)形式
2021-09-06
秦皇島昂揚(yáng)電子科技有限公司是集開發(fā)、科研、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)為一體的現(xiàn)代化企業(yè)。我公司主要生產(chǎn)ICP加速度傳感器、壓電加速度傳感器、加速度磁力座、信號調(diào)理器、傳感器專用附件，占地500多平米，擁有職工30人，是河北省地區(qū)專業(yè)的ICP加速度傳感器和壓電加速度傳感器的生產(chǎn)廠家。
加速度傳感器是工程振動測量中最重要的因素。在測試系統(tǒng)中，傳感器是數(shù)據(jù)采集和分析的第一個(gè)環(huán)節(jié)，因此傳感器的選擇和正確使用將直接影響到測量信號的質(zhì)量和精度。雖然從事工程振動的人員知道這一概念，但在實(shí)際應(yīng)用中，往往是由于各種原因，無法正確判斷傳感器是否真正反映了被測信號。
壓電加速度傳感器的敏感芯通常由壓電材料和附加質(zhì)量塊組成。當(dāng)質(zhì)量塊受到加速度作用時(shí)，將其轉(zhuǎn)化為與加速度成正比的力，加載在壓電材料上，壓電材料在其表面產(chǎn)生與加速度成正比的電荷信號。壓電材料的特性決定了力是受到正應(yīng)力還是剪應(yīng)力。壓電材料產(chǎn)生的電荷隨力的方向和電荷到達(dá)表面的位置而變化。根據(jù)壓電材料不同的應(yīng)力方法，傳感器敏感芯的結(jié)構(gòu)一般有以下三種形式："。
壓縮形式：壓電材料受到壓縮或拉力產(chǎn)生電荷的一種結(jié)構(gòu)形式。壓縮敏感芯是加速度傳感器最傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型制造簡單方便，可產(chǎn)生較高的自振諧振頻率和較寬的測頻范圍。最大的缺點(diǎn)是不能有效地消除各種干擾對測量信號的影響。
剪切形式：通過向壓電材料施加剪切力而產(chǎn)生電荷的一種結(jié)構(gòu)形式。理論上，壓電材料在剪切力作用下產(chǎn)生的電荷信號受外界干擾的影響很小，因此剪切結(jié)構(gòu)是最適合的加速度傳感器核心。然而，在實(shí)際制造過程中，保證剪切敏感鐵心加速度計(jì)具有高穩(wěn)定的頻率測量范圍是傳感器制造過程中最困難的環(huán)節(jié)。為了獲得較高的參數(shù)指標(biāo)，只有采用進(jìn)口記憶金屬材料的緊固件才能保證傳感器具有穩(wěn)定可靠的諧振頻率和頻率測量范圍。
彎曲變形高粱形態(tài)：壓電材料受到彎曲變形并產(chǎn)生電荷的一種結(jié)構(gòu)形式。彎曲變形高粱結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生較大的電荷輸出信號，易于實(shí)現(xiàn)阻尼控制，但由于其測量頻率范圍低，且不能排除溫度變化引起的信號漂移，因此該結(jié)構(gòu)在壓電加速度計(jì)的設(shè)計(jì)中很少使用。
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