如果說振動(dòng)控制儀是振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的大腦,那么加速度傳感器就是其感官部分。本文主要介紹電荷型加速度傳感器的原理和使用方法。 ※振動(dòng)領(lǐng)域常用傳感器 加速度:壓電型(電荷輸出型或電壓輸出型IEPE)、動(dòng)電型等。 速度:激光測(cè)定器等。 位移:LVDT(Linear Variable Differential Transformer)、Laser等。 頻率響應(yīng)特性:加速度傳感器 > 速度傳感器 > 位移傳感器(原因:相位關(guān)系),所以振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)多采用加速度傳感器。 ※電荷輸出型加速度傳感器 構(gòu)造:下圖 原理:Q(電荷量) = C(電容)× V(電壓) 壓力(F=mA)作用,壓敏材料上產(chǎn)生電荷,對(duì)應(yīng)電荷,輸出電壓變化。 常見電荷型加速度傳感器 ※加速度傳感器質(zhì)量要求 必須保證測(cè)定物質(zhì)量的1/10以下。 ※加速度傳感器頻率使用范圍 避開傳感器的共振點(diǎn),使用直線形區(qū)域。 在低頻區(qū)域(1-5Hz)尤其要注意,由于頻率響應(yīng)特性的緣故,測(cè)得的加速度會(huì)有一定的偏差,對(duì)反饋控制有較大影響。也許這就是振動(dòng)臺(tái)廠家的設(shè)備產(chǎn)品目錄中振動(dòng)臺(tái)頻率使用范圍都是從5Hz開始標(biāo)注的緣故吧。另外還要注意環(huán)境對(duì)傳感器靈敏度的影響,比如溫度、濕度、電磁干擾等,別篇敘述。 ※加速度傳感器的固定要求 ①用手測(cè) ?、诖盆F(2點(diǎn)吸附) ③磁鐵(平面吸附)?、軌|片膠水粘貼 ⑤膠水粘貼 ?、蘼萁z固定 上圖中,可以看出采用螺絲固定是最好的方法,但是由于實(shí)際情況,一般振動(dòng)試驗(yàn)中能提供傳感器固定螺孔的情況很少,所以通常采用膠水(502膠水等)粘貼或墊片(絕緣地線)膠水粘貼傳感器。 ※加速度傳感器的使用方法 ※加速度傳感器的重要參數(shù) 靈敏度、最大測(cè)定加速度、電容等 例 加速度傳感器型號(hào):2353B、靈敏度:0.209pC/(m/s2) 傳感器電容:890pF, 加速度500m/s2振動(dòng)時(shí),輸出的電壓是多少? (傳感器低噪聲電纜的電容已忽略。) Q=0.209×500=104.5[pC] V=Q/C=104.5/890=0.11742[V]=11.742[mV] ※前置功放(電荷放大器) 將加速度傳感器的電荷輸出電壓(mV級(jí)別)轉(zhuǎn)換,通過增幅放大到±V級(jí)的電壓信號(hào),輸出給振動(dòng)控制儀。 電壓輸出型(IEPE or ICP)加速度傳感器也經(jīng)常應(yīng)用,穩(wěn)定可靠,直接電壓輸出。內(nèi)部含有微電子電路,受溫度和濕度的影響比較大,一般使用上限在+125℃左右,建議在常溫下采用。在三綜合試驗(yàn)中,尤其需要特別注意試驗(yàn)條件的溫度。由于試驗(yàn)室的三綜合試驗(yàn)比較多,本人比較喜歡使用電荷型輸出加速度傳感器,尤其是其中的剪切型,因?yàn)槠涫軠囟鹊挠绊懽钚。碛蓜e篇說明。
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