淺談壓電加速度傳感器的結(jié)構(gòu)與安裝
2021-10-12
秦皇島昂揚(yáng)電子科技有限公司是集開(kāi)發(fā)、科研、生產(chǎn)、銷(xiāo)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(hào)調(diào)理器、傳感器專(zhuān)用附件，占地500多平米，擁有職工30人，是河北省地區(qū)專(zhuān)業(yè)的ICP加速度傳感器和壓電加速度傳感器的生產(chǎn)廠(chǎng)家。
常用的壓電加速度傳感器的結(jié)構(gòu)分為：彈簧，質(zhì)塊，基座，壓電元件，夾持環(huán)。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。然而基座與測(cè)試對(duì)象連接時(shí)，如果基座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。壓電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。壓電加速度傳感器感受軸向振動(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極好的隔離作用，有較高的共振頻率和良好的線(xiàn)性。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zui高工作溫度受到限制。
壓電加速度傳感器的使用上限頻率取決于幅頻曲線(xiàn)中的共振頻率，一般小阻尼(z<=0.1)的壓電加速度傳感器，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。但共振頻率與壓電加速度傳感器的固定狀況有關(guān)，壓電加速度傳感器出廠(chǎng)時(shí)給出的幅頻曲線(xiàn)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(chǎng)共振頻率的方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔，以免引起基座變形，影響壓電加速度傳感器的輸出。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)固定壓電加速度傳感器，但墊圈應(yīng)盡量簿。用一層簿蠟把壓電加速度傳感器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*磁鐵固定壓電加速度傳感器，使用方便，多在低頻測(cè)量中使用。此法也可使壓電加速度傳感器與試件絕緣。用硬性粘接螺栓或粘接劑的固定方法也長(zhǎng)使用。某種典型的壓電加速度傳感器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。
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