加速度传感器从原理上分为MEMS加速度传感器、IEPE加速度传感器、电荷加速度传感器、压阻式加速度传感器等;
本文下文将介绍压电式加速度传感器:
一、压电原理
压电现象是一种材料(尤其是晶体和某些压电陶瓷)在受到机械应力时产生电势的一种能力,这表现为会通过晶体点阵分离出电荷的形式;
如果材料不短路,产生的电荷会在材料表面引起电压;这个词来自希腊字piezien,这意味着挤或压。
1、传感器设计
所有压电器件的有源元件是一块压电材料,有基于各种晶体切割和材料的许多不同传感器设计通常有下面2种:
➢ 电压模式(不同的叫法:IEPE, LIVM, ICP, Piezotron, Isotron);
➢ 电荷模式可以分为三轴加速度传感器,三轴加速度传感器;
2、什么叫压电传感器
传感器可把某种能量表现形式转为另外一种,在这种情况下,压电式传感器是把机械量转为电子量的一种形式;
➢ 压电传感器的前缀“piezo”就是希腊词,意思是压;
➢ 当有力施加在材料上,就会产生电荷,就显示为压电效应;
3、电压模式(IEPE)传感器输入/输出特色
➢ 输入:18–24直流电压, 2-20mA 恒流源
如果输入超出上面的参数范围,会极容易损坏传感器;
➢ 输出:电压值比例于加速度或振动值
备注:IEPE或电压模式的传感器都是2线制(即是信号和供电同一根线,和地线);
4、IEPE传感器频率响应
➢ 低频响应是由传感器确定的
➢ 厂家已设置好不能更改
➢ 在生产的时候能被改变
➢ 高频响通常是高的固有频率
➢ 滤波或信号调理仪会影响传感器的频率响应
➢ 高灵敏度传感器通常都是低的固有频率
➢ 低灵敏度传感器通常都是高的固有频率
5、传感器安装方式
➢ 螺栓安装,最适宜高频率响应
➢ 胶水粘贴底座安装,较好的频率响应
➢ 磁座安装方便,有限的频率响应
➢ 磁座安装于环氧化物上,磁座安装最好的办法
6、不同安装方式的频响效果
三、加速度传感器产品应用
➢ 环境测试实验室
➢ 汽车测试及NVH
➢ 模态和结构分析
➢ 监控系统和状态检修
➢ 飞行试验
➢ 发动机,试验间,高温
➢ 工业机械状态检修
➢ 电子设备/信号调理
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