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壓電式加速度傳感器工作原理
- 2018-12-13-

壓電式加速度傳感器工作原理

壓電式加速度傳感器是基于壓電晶體的壓電效應工作的。某些晶體在一定方向上受力變形時(shí),其內部會(huì )產(chǎn)生極化現象,同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷;當外力去除后,又重新恢復到不帶電狀態(tài),這種現象稱(chēng)為“壓電效應”,具有“壓電效應”的晶體稱(chēng)為壓電晶體。常用的壓電晶體有石英、壓電陶瓷等。

加速度計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)的加速度計,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。但共振頻率與加速度計的固定狀況有關(guān),加速度計出廠(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。加速度計與試件的各種固定方法見(jiàn)圖.

其中采用鋼螺栓固定,是使共振頻率能達到出廠(chǎng)共振頻率的最好方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔,以免引起基座 變形,影響加速度計的輸出。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) 固定加速度計,但墊圈應盡量簿。用一層簿蠟把加速度計粘在試件平整表面上,也可用于低溫(40℃以下)的場(chǎng)合。手持探針測振方法,在多點(diǎn)測試時(shí)使用特別方便,但測量誤差較大,重復性差,使用上限頻率一般不高于 1000Hz。用專(zhuān)用永久磁鐵固定加速度計,使用方便,多在低頻測量中使用。此法也可使加速度計與試件絕緣。用硬性粘接螺栓或粘接劑的固定方法也長(cháng)使用。某種典型的加速度計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,永久磁鐵固定法7kHz。

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