从设计原理上详细介绍加速度传感器的特性
加速度传感器的应用和原理

加速度传感器的应用和原理一、引言加速度传感器作为一种重要的传感器,广泛应用于许多领域,如汽车行业、工业制造业、航空航天等。
本文将介绍加速度传感器的应用和原理。
二、加速度传感器的应用加速度传感器具有高灵敏度、高精度和高稳定性的特点,因此在很多领域都得到了广泛应用。
以下是一些加速度传感器的应用场景:1.汽车行业:在汽车中,加速度传感器可以用于车辆的动态平衡控制、制动系统和悬挂系统的优化和控制,以及碰撞检测和安全气囊系统等。
2.工业制造业:在工业制造过程中,加速度传感器可用于监测和测量机器设备的振动和震动,从而实现机器设备的故障检测和预测维修。
3.航空航天:加速度传感器可以用于飞机、导弹和火箭的姿态控制和稳定,以及航天器的姿态测量和导航系统。
4.运动追踪:加速度传感器可以用于智能手环、智能手表和智能手机中,实现步数计算、距离测量、睡眠监测等功能。
同时在体育训练中也可以用来监测运动员的运动状态和姿势。
三、加速度传感器的原理加速度传感器基于压电效应或惯性效应,来测量物体的加速度。
1.压电效应原理压电效应是指某些材料在受力时会产生电荷分布不均匀的现象。
当压电材料受到外力作用时,材料内部的电荷分布会改变,从而产生电位差。
通过测量这个电位差的变化,就可以得知物体的加速度。
2.惯性效应原理惯性效应是指物体的运动状态在改变时产生的内部力,这个原理也是加速度传感器常用的原理之一。
加速度传感器的惯性效应原理是基于牛顿第二定律,即力等于质量乘以加速度。
通过测量物体在加速过程中的惯性力,就可以得知物体的加速度。
四、加速度传感器的工作方式加速度传感器一般分为模拟式和数字式两种工作方式。
1.模拟式加速度传感器模拟式加速度传感器输出的是一个模拟电压信号,输出电压的大小与加速度成正比。
这种传感器通常需要使用模拟信号处理电路进行信号调理和滤波,以使得输出信号更加稳定和可靠。
2.数字式加速度传感器数字式加速度传感器能够直接输出数字信号,无需进行模拟信号处理。
加速度传感器原理

加速度传感器原理在现代科技进步的背景下,传感器技术被广泛应用于各个领域。
其中,加速度传感器作为一种重要的传感器,被广泛应用于汽车、航空航天、工业控制等领域。
本文将介绍加速度传感器的原理及其应用。
一、加速度传感器的基本原理加速度传感器是一种测量物体加速度的装置。
其基本原理是利用牛顿第二定律F=ma,其中F表示物体所受的力,m表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
加速度传感器通过测量物体所受力的大小,从而间接测量物体的加速度。
常见的加速度传感器是基于微电机和微机械系统技术的MEMS加速度传感器。
它由微机械结构和信号处理电路组成。
微机械结构中包含质量块和支撑结构,当物体发生加速度时,质量块会相对于支撑结构发生位移,这个位移可以通过信号处理电路转化为电信号输出。
二、加速度传感器的工作原理加速度传感器的工作原理主要有质量块法、压电效应法和微机械共振法等。
1. 质量块法质量块法是一种常见的加速度传感器工作原理。
它通过一个质量块和支撑结构构成,质量块会相对于支撑结构发生微小位移,进而通过信号处理电路转化为电信号输出。
这种传感器广泛应用于汽车安全气囊系统等领域。
2. 压电效应法压电效应法是一种基于压电材料的加速度传感器工作原理。
压电材料在受力作用下会产生电荷累积,通过测量物体施加在压电材料上的电荷积累情况,可以得到物体的加速度。
这种传感器广泛应用于运动监测、结构健康监测等领域。
3. 微机械共振法微机械共振法是一种基于微机械共振效应的加速度传感器工作原理。
它通过微机械结构的固有振动频率和其受到的外力共振频率的比较,可以得到物体的加速度。
这种传感器在航空航天领域有着广泛的应用。
三、加速度传感器的应用加速度传感器作为一种重要的传感器,应用广泛。
1. 汽车行驶状态监测汽车中常用的加速度传感器可以检测车辆加速度的变化,从而监测车辆的行驶状态。
当车辆发生剧烈变化时,比如急刹车或者碰撞,加速度传感器可以及时检测到,并触发相应的安全措施,以减少事故发生的风险。
iepe加速度传感器原理

iepe加速度传感器原理
IEPE(Integrated Electronics Piezo-Electric)加速度传感器是一种常见的加速度传感器,它采用了一种特殊的电路设计,能够将传感器产生的微小电荷信号转换成标准电压信号输出,从而方便地与数据采集系统进行连接。
IEPE加速度传感器的原理主要基于压电效应,即当压电材料受到外力作用时,会产生微小的电荷信号。
IEPE加速度传感器的压电材料通常是一种陶瓷材料,它被固定在传感器的测量端,当受到振动或加速度作用时,会产生微小的电荷信号。
IEPE加速度传感器的电路设计非常重要,它通常包括一个内置的电荷放大器和一个低通滤波器。
电荷放大器的作用是将传感器产生的微小电荷信号放大到标准电压信号的范围内,通常是2-10毫伏/克。
低通滤波器的作用是去除高频噪声,保留低频信号,从而提高测量精度。
IEPE加速度传感器的输出信号通常是一个标准的电压信号,通常是4-20毫安或0-5伏特。
这种输出信号非常方便,可以直接连接到数据采集系统或其他测量设备中进行数据处理和分析。
总之,IEPE加速度传感器是一种基于压电效应的传感器,它通过内置的电荷放大器和低通滤波器将微小电荷信号转换成标准电压信号输出,从而方便地进行数
据采集和分析。
加速度传感器介绍

加速度传感器介绍加速度传感器的简述北京航空航天⼤学仪器科学与光电⼯程学院夏伟强1.加速度传感器的意义加速度传感器是⼀种能够测量加速⼒的电⼦设备,⼴泛⽤于航空航天、武器系统、汽车、消费电⼦等。
通过加速度的测量,可以了解运动物体的运动状态。
可应⽤在控制,⼿柄振动和摇晃,仪器仪表,汽车制动启动检测,地震检测,报警系统,玩具,结构物、环境监视,⼯程测振、地质勘探、铁路、桥梁、⼤坝的振动测试与分析;⿏标,⾼层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。
2.加速度传感器的⼯作原理根据⽜顿第⼆定律:A(加速度)=F(⼒)/M(质量)。
只需测量作⽤⼒F就可以得到已知质量物体的加速度。
利⽤电磁⼒平衡这个⼒,就可以得到作⽤⼒与电流(电压)的对应关系,通过这个简单的原理来设计加速度传感器。
本质是通过作⽤⼒造成传感器内部敏感元件发⽣变形,通过测量其变形量并⽤相关电路转化成电压输出,得到相应的加速度信号。
3.加速度传感器主要技术指标a)量程。
⽐如测量车辆运动只需⼏⼗个g量程,但是测量武器系统的侵彻指标,就需要传感器的量程达10万g甚⾄更⼤。
b)灵敏度。
⼀般来说,越灵敏越好。
越灵敏的传感器对⼀定范围内的加速度变化更敏感,输出电压的变化也越⼤,这样就⽐较容易测量,从⽽获得更精确的测量值。
c)带宽。
主要指传感器可测量的有效频带。
对于⼀般只要测量倾⾓的应⽤,50HZ的带宽应该⾜够了,但是对于需要进⾏动态性能,⽐如振动,你会需要⼀个具有上百HZ带宽的传感器。
4.加速度传感器发展现状及发展趋势市场上占统治地位的加速度传感器是压电式、压阻式、电容式、谐振式等。
压阻式加速度传感器具有加⼯⼯艺简单,测量⽅法易⾏,等优点。
但是,温度效应严重,⼯作温度范围窄,并且灵敏度低,⼀般只有1mg左右,要继续提⾼灵敏度难度很⼤。
压电式加速度计信噪⽐⾼,灵敏度⾼,结构简单,但是信号处理电路较复杂,存在零漂现象不可避免,并且回零慢,不适宜连续测试。
微电容式加速度计具有结构简单、灵敏度⾼、动态特性好、抗过载能⼒⼤,易于集成,不易受温度影响,功耗低,但是,存在输出特性的⾮线性、寄⽣电容、分布电容对灵敏度的影响,以及信号处理电路复杂等问题。
加速度传感器的工作原理

加速度传感器的工作原理加速度传感器是一种用于测量物体在空间中加速度的设备,广泛应用于汽车、航空航天、工业生产等领域。
它能够准确地检测物体的加速度变化,并将其转化为电信号输出。
本文将介绍加速度传感器的工作原理及其应用。
一、工作原理加速度传感器的工作原理基于质量与力的关系。
通常使用微机电系统(MEMS)技术制造的加速度传感器,它由质量块、弹簧和电容组成。
具体原理如下:1. 弹簧系统加速度传感器的核心是一个微小的质量块,质量块通过弹簧与传感器的外壳相连。
弹簧负责将质量块与外壳保持相对静止状态,使质量块不受环境振动干扰。
2. 加速度作用当物体受到加速度的作用时,质量块与外壳之间产生相对运动。
根据牛顿第二定律,物体所受的力与其质量和加速度成正比。
因此,加速度的增加将导致质量块受到更大的力。
3. 电容变化质量块上安装有一对电极,与外壳上的电极形成电容。
当质量块发生位移时,外壳上相应的电极也会随之移动,导致电容值发生变化。
电容值的变化与质量块的位移量成正比。
4. 电信号输出通过对电容的测量,传感器能够将位移量转化为电信号输出。
通常使用谐振电路或差分电路来测量电容值的变化。
最终,加速度传感器将测得的加速度值输出到外部设备,如数据采集模块或控制系统。
二、应用领域加速度传感器因其高灵敏度和广泛的应用需求,在众多领域中得到了应用。
下面介绍几个常见的应用场景:1. 汽车安全系统在汽车中,加速度传感器被广泛用于安全系统。
例如,车辆碰撞时,传感器可以检测到突发的加速度变化,并触发气囊的部署。
此外,加速度传感器还可以用于检测车辆倾斜角度,以提供车身稳定控制。
2. 航空航天领域在航空航天领域中,加速度传感器被用于飞行器姿态控制和导航系统。
传感器能够测量飞行器在各个方向上的加速度变化,确定姿态角度,从而实现飞行控制和导航定位。
3. 工业生产加速度传感器在工业生产中的应用非常广泛。
它可以用于监测机器的振动和震动情况,判断设备是否正常运行。
光纤加速度传感器的工作原理

光纤加速度传感器的工作原理引言:光纤加速度传感器是一种常用于工业和科学研究领域的传感器,它可以测量物体的加速度,并将其转化为光信号进行传输和处理。
本文将介绍光纤加速度传感器的工作原理及其应用。
一、光纤加速度传感器的基本原理光纤加速度传感器的工作原理基于光纤的光学特性和加速度对光纤的影响。
光纤是一种细长而柔软的光导纤维,通常由高折射率的芯和低折射率的包层构成。
当光线从高折射率的芯进入低折射率的包层时,会发生全反射现象,使光线在光纤中传输。
光纤加速度传感器利用光纤的这种传输特性,通过将光纤固定在测量物体上,并使其与物体一起运动,当物体发生加速度变化时,光纤也会随之发生微小的形变。
这种形变会影响光线在光纤中的传输,进而改变光纤输出的光信号。
通过测量光信号的变化,可以确定物体的加速度大小。
二、光纤加速度传感器的工作过程光纤加速度传感器的工作过程可以分为三个步骤:光源发射光束、光束在光纤中传输、光信号检测与处理。
1. 光源发射光束光纤加速度传感器通常使用激光二极管作为光源,激光二极管可以产生高亮度和窄束的光束。
光源发射的光束经过适当的光学系统聚焦到光纤的一端,形成入射光束。
2. 光束在光纤中传输入射光束进入光纤后,会在光纤中进行全反射,沿着光纤传输。
当光纤受到加速度作用时,由于光纤的形变,光束的传输路径会发生微小的改变。
这种改变会导致光纤输出的光信号发生变化。
3. 光信号检测与处理光纤输出的光信号进入光电探测器,光电探测器会将光信号转化为电信号。
通过对电信号进行放大和滤波处理,可以得到与加速度大小相关的电信号。
最后,将电信号传输到信号处理单元进行分析和处理,得到准确的加速度数值。
三、光纤加速度传感器的应用光纤加速度传感器具有精度高、抗干扰能力强、体积小等优点,广泛应用于多个领域。
1. 工业领域光纤加速度传感器可以用于检测机械设备的振动和冲击,实时监测设备的工作状态,预测设备的健康状况,及时进行维护和修理,提高设备的可靠性和使用寿命。
加速度传感器的原理及其选型方法

加速度传感器的原理及其选型方法
加速度传感器的原理是基于牛顿第二定律,即力等于质量乘以加速度。
传感器内部有一个质量块,当物体加速时,质量块会受到一个力,从而产
生一个与加速度成正比的电信号。
这个电信号可以被读取和分析,从而得
到物体的加速度。
选型加速度传感器时,需要考虑以下几个因素:
1.测量范围:加速度传感器的测量范围是指它可以测量的最大加速度。
根据应用需求选择适当的测量范围,以确保传感器可以准确地测量所需的
加速度。
2.灵敏度:加速度传感器的灵敏度是指它可以检测到的最小加速度变化。
灵敏度越高,传感器可以检测到更小的加速度变化。
在选择传感器时,需要考虑应用中所需的精确度和灵敏度。
3.频率响应:加速度传感器的频率响应是指它可以测量的加速度变化
的最高频率。
根据应用需求选择具有适当频率响应的传感器,以确保传感
器可以捕捉到所需的高频加速度变化。
4.温度特性:加速度传感器的性能可能会受到温度变化的影响。
在选
择传感器时,需要考虑传感器在不同温度下的性能表现,以确保传感器在
所需的温度范围内能够提供准确的测量结果。
5.接口类型:加速度传感器可以采用不同的接口类型,如模拟输出、
数字输出或无线输出。
根据应用需求选择适当的接口类型,以便传感器可
以与其他设备进行通信和集成。
综上所述,选型加速度传感器时需要考虑测量范围、灵敏度、频率响应、温度特性和接口类型等因素。
根据应用需求选择适当的传感器,以确保能够获得准确可靠的加速度测量结果。
加速度传感器的原理

加速度传感器的原理加速度传感器是一种常见的传感器,广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域。
它可以测量物体在运动过程中所受到的加速度,并将其转换为电信号输出。
本文将介绍加速度传感器的原理及其工作机制。
一、原理简介加速度传感器的原理基于牛顿第二定律,即F=ma,其中F是物体所受到的力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
当物体受到外力作用时,由于加速度的存在,传感器内部的某些零部件会发生位移或形变,从而产生电信号。
二、工作机制加速度传感器通常由一个质量块、支撑结构和敏感元件组成。
质量块在支撑结构的作用下可以相对运动,并与敏感元件相连。
当物体受到加速度时,质量块会受到作用力,从而导致其在支撑结构上发生位移。
敏感元件常见的类型包括电容式、压阻式和压电式。
以下将分别介绍这几种传感器的工作原理。
1.电容式传感器电容式传感器通过测量电容的变化来检测加速度。
通常由两个电极组成,当质量块发生位移时,电极之间的电容会发生变化。
这种变化可以通过测量电荷转移或电压变化来获取。
2.压阻式传感器压阻式传感器利用压阻的变化来检测加速度。
压阻传感器中有一个弹性体,当质量块发生位移时,它会受到作用力而变形,进而改变电阻值。
测量电阻值的变化可以作为加速度的指示。
3.压电式传感器压电式传感器利用压电效应来检测加速度。
当质量块发生位移时,压电材料会产生电荷。
通过测量这些电荷的变化,可以了解加速度的大小。
压电材料常用的有石英、压电陶瓷等。
不同类型的加速度传感器在应用上有一些差异。
例如,电容式传感器通常具有较高的分辨率和较低的功耗,适用于较小幅度的振动测量。
而压阻式传感器则通常具有较高的灵敏度和较大的测量范围,适用于高加速度测量。
三、应用领域加速度传感器在许多领域具有重要的应用价值。
以下是一些常见的应用领域:1. 汽车工业:用于车辆稳定性控制、碰撞检测和空气袋触发等系统中,以提高驾驶安全性。
2. 航空航天工业:用于飞机、火箭等飞行器的动态监测和控制,确保运行安全。
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加速度传感器性能、特性详细介绍一、原理及应用为什么用加速度传感器?在各种工程领域中,在各种结构物和各种机器的开发、试验和运行监测中,冲击和振动测量是至关重要的。
加速度传感器具有测量精度高,频率和幅值响应宽,体积小,重量轻,寿命长,易于安装等优点而广为采用。
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传感器与信号调理器传感器:将感受到的物理量作为输入并按一定规律转换成测量所需物理量后输出的一种装置。
它通常由敏感元件和转换元件组成。
信号调理器:将传感器的输出信号进行阻抗变换,放大,滤波,归一化,数字化等处理统称为信号调理,顾名思义,适调(Conditioning)意指根据测试和后续读显,数据采集,记录仪器的要求对信号进行适当的调节,实现上述功能的仪器称为信号调理器(Signal Conditioner),必要时信号调理器还有供电,积分,平衡,校准,过载指示,电平检测等功能。
机电传感器将被测的机械量(应变,力,运动等);按一定规律转换成电量或电参数量的一种装置。
用于振动和冲击的有:1)压电加速度传感器;2)集成电路压电加速度传感器;3)压阻加速度传感器;4)可变电阻传感器;5)可变电容传感器;6)应变计;7)可变磁阻传感器;8)磁致伸缩传感器;9)电涡流式传感器;10)动圈式传感器;11)电感传感器;12)压力传感器;13)力传感器;14)阻抗头。
惯性传感器利用惯性系统中有关元件的相对运动产生输出信号的传感器。
(见国家标准GB/T 2298-80)由单自由度系统中质量与基座的相对运动而产生与基座运动成比例的输出信号的传感器。
压电式(PE)加速度传感器压电电子学定义:压电加速度传感器采用了质量—弹簧结构,它产生的作用力与振幅和频率成正比,作用到压电陶瓷上,使其末端产生电荷,它是自发电式,不需外接电源,可在极高极低温度下工作,结构牢固性好。
石英是天然压电材料,灵敏度低,常用的是人造的铁电材料,由人工极化可获得高灵敏度、高工作温度和输出稳定性。
Endevco的压电元件采用人工极化,具有高稳定性。
压电式加速度传感器在加速度传感器设计中采用了各种结构型式:压缩式和单端压缩式(SEC)通过中心螺柱上的质量块M给敏感元件K施加预紧力,敏感元件可看作弹簧。
特点:灵敏度高,共振频率高;适合于一般用途。
基座隔离式通过特定外型的底座来隔离各种非振动环境。
特点:大大地减小了底座各种耦合因素的影响,减小了底座应变和瞬态温度的影响,使加速度传感器更适合于低振级测量。
环形剪切式环形质量块紧紧地固定在环形敏感元件的外周边,以产生剪切力。
特点:尺寸小、重量轻、适用于冲击测量和轻型结构物的测量,敏感元件与基座做到了很好的隔离,因此对基座弯曲和环境噪声不敏感。
敏感元件承受剪切可大大减小瞬变温度产生热电效应的灵敏程度。
中心孔安装环形剪切式采用中心孔安装的环形剪切式设计的加速度传感器大大地方便了安装。
特点:可将接线头定位在最为方便的方向上。
隔离剪切式通过安装螺钉将平片状压电敏感元件叠堆装到中心立柱上,这是最新式的剪切设计形式。
特点:采用多片敏感元件和补偿元件,可获得更宽的灵敏度范围和温度范围。
可采用各种敏感元件,以获得最佳的温度稳定性,在各种环境条件下获得最高的信噪比。
集成电路压电(IEPE)加速度传感器Endevco公司将带有内装电路的压电加速度传感器称之为ISOTRON,其电增益可用来减小传感器尺寸和增加灵敏度。
可带内装电子滤波器来调节传感器频响或抑制其机械共振以适应某些特殊要求。
它可以用銲针代替同轴插座,从而减小了尺寸,降低了造价,应用也较灵活。
压阻(PR)加速度传感器压阻电子学定义:压阻式(PR)应变元件为固态硅电阻,其电阻值与作用于它的机械应力成正比。
传统设计中,单个的应变片机械地被粘贴到悬臂梁上,将其电连接成惠斯登电桥。
它所产生的电信号与振动运动成正比。
与金属丝应变片相比,压阻式应变片的机械迟滞小得多,灵敏度高几个数量级。
这种整体式传感器是由微机械加工制成的,这样可使扩散硅应变片和加速度传感器的机械元件生成在同一块硅片中,无需环氧粘贴等机械连接,具有极好的可靠性和线性,硅材料具有极高的屈服强度和压阻系数,传感器的设计应力值较低,可使其经久耐用,且信噪比极高。
Endevco压阻加速度传感器具有零频响应是压阻式加速度传感器的优点,从而极适合于测量运输振动、汽车碰撞研究和爆炸试验中的长持续时间脉冲。
它使用外接电源,输出阻抗低,灵敏度高,输出信号不需要再放大,可缩小尺寸,且用作标准。
应用翻转法或旁路分流法可进行校准。
变电容式(VC)加速度传感器Endevco称之为Microtron系列的加速度传感器中采用了变电容原理测量加速度。
用微机械加工的办法在同一硅片上制成每个敏感元件,并将其连接成平行板电容装置。
它具有零频响应,稳定的阻尼特性,极宽的频率响应,在极高的加速度过载条件下仍坚固耐用。
内部电路提供低阻抗的不随温度变化的输出信号。
它适用于弹道监测,飞机/车辆结构评价,颤振试验,汽车支撑,刹车系统试验和其它的低频高精度测量之处,具有独到的优越性能。
二、各种加速度传感器的性能特性压电式加速度传感器①自发电式传感器,输出电荷与所感受的加速度成正比②频率响应宽,动态范围大③尺寸小,重量轻,易于安装④精确度高,稳定性好,寿命长⑤具有极宽的工作温度范围和极高的信噪比集成电路式压电加速度传感器①低阻抗电压输出,输出信号大②对各种环境因素的影响不敏感③对电缆和接头带来的干扰不敏感④用双线电缆双向传输,可同时供电和传输信号⑤可使用长电缆远距离传输信号⑥结构简单,造价低⑦适合于工程现场的需要压阻式加速度传感器①需要外加电源提供所需激励电压或电流②能测量频率低到零的信号,而不会产生相位失真③输出阻抗低,输出电平高,内在噪声低,易于适调④对电磁和静电干扰不敏感⑤对基座应变和热瞬变不敏感⑥受大冲击加速度作用时没有零点漂移⑦可用翻转法或并联法进行校准变电容式加速度传感器①具有零频响应,可用于测量稳态加速度,低频低g值下的振动,也可用于测量持续时间长的冲击运动②灵敏度高,抗环境振动和冲击的能力强③对温度不敏感,稳定性好,线性度高④尺寸小,重量轻,结构牢固⑤采用气体阻尼,内装过量程限止器三、工作特性压电式加速度传感器为了得到高度真实的试验数据,使用者应当全面地了解所用仪器的工作特性,这些特性是怎样互相影响的,整个环境对这些特性是如何影响的,以及加速度传感器对被测运动是如何影响的。
加速度传感器是关键的测量元件,有多种设计型式供选用。
每种设计型式都为某些特定用处设计的,目的是为获得高保真的测量数据。
工程师们应认真地分析测量的要求,选用最合适的加速度传感器,通常要在灵敏度,重量和频响范围三者之间比较,做出最合适的选择。
传感器主要工作特性分为有效响应与乱真响应两类。
●有效响应 effective response在传感器灵敏轴方向上,由输入的机械振动或冲击所引起的传感器的响应。
这种响应是正确使用传感器进行测量,取得可靠数据所期望的。
有效响应主要有:灵敏度;幅频响应和相频响应;非线性度。
●乱真响应 spurious response在使用传感器测量机械振动或冲击时,由同时存在的其他物理因素所引起的传感器的响应。
这种响应是干扰正确测量的,是不期望的。
(见国家标准 GB/T 13823.1-93)乱真响应主要有:温度响应;瞬变温度灵敏度;横向灵敏度;旋转运动灵敏度;基座应变灵敏度;磁灵敏度;安装力矩灵敏度;对特殊环境的响应。
(见国家标准 GB/T 13823.1-93)●灵敏度:(Sensitivity)指定的输出量与指定的输入量之比。
●参考灵敏度:(Reference Sensitivity)在给定的参考频率和参考幅值下传感器的灵敏度值。
传感器灵敏度越高,测量系统的信噪比就越大,系统就不易受静电干扰或电磁场的影响。
对某种具体的加速度传感器设计型式来说,灵敏度越高,则传感器越重,共振频率也越低。
因此选用多大灵敏度受其重量和频率响应的制约。
一般情况下,传感器的灵敏度包括幅值与相位两个信息,是随频率变化的复数量。
●幅频响应和相频响应在输入的机械振动量值不变的情况下,传感器输出电量的幅值随振动频率的变化,称为幅频响应。
而输出电量的相位随振动频率的变化,称为相频响应。
在工作频段内连续地改变振动频率,且维持输入的机械振动量幅值不变,同时观测传感器的输出,便可测定幅频响应。
若同时测量传感器输出电量与输入机械振动量间的相位差,则又可测定相频响应。
一般情况下,只要求知道幅频响应。
在接近传感器上、下限频率处使用传感器,或有要求时,则必须知道相频响应。
●非线性度在给定的频率和幅值范围内,输出量与输入量成正比,称为线性变化。
实际传感器的校准结果与线性变化偏离的程度,称为该传感器的非线性度。
在由最小值到最大值的传感器动态范围内,逐渐增大输入的机械振动量,同时测量传感器输出幅值的变化,便可测定传感器的输出值与线性输出值的偏差量。
在使用正弦振动发生器进行测定时,可在传感器的工作频率范围内选定几个频率进行,以覆盖传感器整个动态范围。
一般在传感器动态范围的上限附近传感器的输出值与线性值的偏差量最大。
所允许的偏差量取决于具体测量的要求。
对压电加速度传感器,一般用在一定的加速度范围内,其灵敏度增加的百分数来表示非线性度。
压阻式,变电容式加速度传感器在其动态范围内线性度较好,它代表了非线性、滞后和非重复性的综合值。
●质量负载的影响如果加速度传感器的动态质量接近被测结构物的动态质量,则会使振动产生明显的衰减。
为此在诸如印刷电路板等又薄又轻的片状构件上测振时,为了得到准确的数据必须采用重量轻的加速度传感器。
如果被测物件呈现单自由度的响应,则加速度传感器将使其共振频率下降。
在所有的模态试验中必须使用微型加速度传感器。
●低频响应使用压电加速度传感器时,所用放大器低频截止频率多为2-5Hz,目的是以此来剔除许多压电传感器的热释电输出。
像隔离剪切式设计等隔离性好的设计型式可用在较低的频率。
压阻式和变电容式加速度传感器则具有零频响应。
●高频响应加速度传感器的高频响应随加速度传感器的机械性能和安装方法而变。
在安装牢固时,大多数加速度传感器呈现无阻尼单自由度系统的频响特性。
以±5%为要求的话,其频率响应约平整到安装共振频率的五分之一。
如果加适当的修正因数,则可在更高的频率上得到有用的数据。
●温度响应传感器灵敏度随温度的变化,称为传感器的温度响应。
用测试温度下的灵敏度与室温下的灵敏度之差相对于室温灵敏度的百分数来表示。
常用压电加速度传感器的温度范围为零度以下至+177°C 或+260°C。