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加速度传感器敏感芯体的结构形式

来源:仪器仪表网发布时间:2020.05.08 21:21:59 阅读:259

速度传感器是工程振动测量中最重要的因素。在测试系统中,传感器是数据采集和分析的第一个环节,因此传感器的选择和正确使用将直接影响到测量信号的质量和精度。虽然从事工程振动的人员知道这一概念,但在实际应用中,往往是由于各种原因,无法正确判断传感器是否真正反映了被测信号。

  压电加速度传感器的敏感芯通常由压电材料和附加质量块组成。当质量块受到加速度作用时,将其转化为与加速度成正比的力,加载在压电材料上,压电材料在其表面产生与加速度成正比的电荷信号。压电材料的特性决定了力是受到正应力还是剪应力。压电材料产生的电荷随力的方向和电荷到达表面的位置而变化。根据压电材料不同的应力方法,传感器敏感芯的结构一般有以下三种形式:"。

压缩形式:压电材料受到压缩或拉力产生电荷的一种结构形式。压缩敏感芯是加速度传感器最传统的结构。本实用新型制造简单方便,可产生较高的自振谐振频率和较宽的测频范围。最大的缺点是不能有效地消除各种干扰对测量信号的影响。

  剪切形式:通过向压电材料施加剪切力而产生电荷的一种结构形式。理论上,压电材料在剪切力作用下产生的电荷信号受外界干扰的影响很小,因此剪切结构是最适合的加速度传感器核心。然而,在实际制造过程中,保证剪切敏感铁心加速度计具有高稳定的频率测量范围是传感器制造过程中最困难的环节。为了获得较高的参数指标,只有采用进口记忆金属材料的紧固件才能保证传感器具有稳定可靠的谐振频率和频率测量范围。

  弯曲变形高粱形态:压电材料受到弯曲变形并产生电荷的一种结构形式。弯曲变形高粱结构能产生较大的电荷输出信号,易于实现阻尼控制,但由于其测量频率范围低,且不能排除温度变化引起的信号漂移,因此该结构在压电加速度计的设计中很少使用。

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