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压电加速度传感器的结构与安装

    作者:realchip   时间:2016/10/17 15:28:48
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         常用的压电加速度传感器的结构分为:弹簧,质块,基座,压电元件,夹持环。压电元件—质量块—弹簧系统装在圆形中心支柱上,支柱与基座连接。这种结构有高的共振频率。然而基座与测试对象连接时,如果基座有变形则将直接影响拾振器输出。此外,测试对象和环境温度变化将影响压电元件,并使预紧力发生变化,易引起温度漂移。压电元件由夹持环将其夹牢在三角形中心柱上。压电加速度传感器感受轴向振动时,压电元件承受切应力。这种结构对底座变形和温度变化有极好的隔离作用,有较高的共振频率和良好的线性。环形剪切型,结构简单,能做成极小型、高共振频率的加速度计,环形质量块粘到装在中心支柱上的环形压电元件上。由于粘结剂会随温度增高而变软,因此最高工作温度受到限制。
 
    压电加速度传感器的使用上限频率取决于幅频曲线中的共振频率,一般小阻尼(z<=0.1)的压电加速度传感器,上限频率若取为共振频率的1/3,便可保证幅值误差低于1dB(即12%);若取为共振频率的1/5,则可保证幅值误差小于0.5dB(即6%),相移小于30。但共振频率与压电加速度传感器的固定状况有关,压电加速度传感器出厂时给出的幅频曲线是在刚性连接的固定情况下得到的。实际使用的固定方法往往难于达到刚性连接,因而共振频率和使用上限频率都会有所下降。其中采用钢螺栓固定,是使共振频率能达到出厂共振频率的最好方法。螺栓不得全部拧入基座螺孔,以免引起基座变形,影响压电加速度传感器的输出。在安装面上涂一层硅脂可增加不平整安装表面的连接可靠性。需要绝缘时可用绝缘螺栓和云母垫片来固定压电加速度传感器,但垫圈应尽量簿。用一层簿蜡把压电加速度传感器粘在试件平整表面上,也可用于低温(40℃以下)的场合。手持探针测振方法,在多点测试时使用特别方便,但测量误差较大,重复性差,使用上限频率一般不高于1000Hz。用专用永久磁铁固定压电加速度传感器,使用方便,多在低频测量中使用。此法也可使压电加速度传感器与试件绝缘。用硬性粘接螺栓或粘接剂的固定方法也长使用。某种典型的压电加速度传感器采用上述各种固定方法的共振频率分别约为:钢螺栓固定法31kHz,云母垫片28kHz,涂簿蜡层29kHz,手持法2kHz,永久磁铁固定法7kHz。
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