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振動(dòng)傳感器在高度發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)中，現(xiàn)代測試技術(shù)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展已成必然發(fā)展趨勢(shì)，而測試系統(tǒng)的最前端是傳感器，它是整個(gè)測試系統(tǒng)的靈魂,，被各國列為技術(shù)，特別是近幾年快速發(fā)展的IC技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),，為傳感器的發(fā)展提供了良好與可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ),。使傳感器的發(fā)展日新月益，且數(shù)字化,、多功能與智能化是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要特征,。
ST型邁確Metrix振動(dòng)傳感器工作原理介紹
1 振動(dòng)參數(shù)分類及特性
振動(dòng)傳感器是由彈簧、阻尼器及慣性質(zhì)量塊組成的單自由振蕩系統(tǒng),。利用質(zhì)量塊的慣性在慣性空間建立坐標(biāo),，測定相對(duì)大地或慣性空間的振動(dòng)加速度,。它通過其中的換能元件，將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為便于傳遞,、變換,、處理和儲(chǔ)存的電信號(hào)。
振動(dòng)傳感器形式有很多種
1.1 壓電式振動(dòng)傳感器的測試原理
壓電式振動(dòng)傳感器是試驗(yàn)機(jī)振動(dòng)測試常用的傳感器之一,。相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)提出了振動(dòng)加速度測量傳感器改裝要求,，但是往往因?yàn)閷?duì)其中的概念理解不透，造成一些不合理的安裝方式,，在一定程度上影響了測試精度,。
要正確理解和貫徹標(biāo)準(zhǔn)要求，必須了解有關(guān)背景知識(shí),，如傳感器的測試原理,、構(gòu)造和基本特性等方面。
一些介質(zhì)在沿一定方向上施加機(jī)械壓力而產(chǎn)生變形時(shí),，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,，同時(shí)其表面產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉以后,，材料內(nèi)部的電場和表面電荷也隨之消失,，這種特性稱為壓電效應(yīng)。邁確Metrix振動(dòng)傳感器是利用這一特性,，把基體感受到的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能量輸出,。
1.2 典型壓電式振動(dòng)傳感器的基本構(gòu)造
壓電式振動(dòng)傳感器的典型結(jié)構(gòu)如圖2所示。
壓電晶體被壓緊在質(zhì)量塊和基體之間,，當(dāng)加速度計(jì)感受振動(dòng)時(shí),，質(zhì)量塊施加一個(gè)振動(dòng)力于壓電晶體上，壓電晶體中產(chǎn)生可變電勢(shì),。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì),，可以保證在一定的頻率范圍內(nèi)輸入加速度與輸出電勢(shì)成比例。
1.3 壓電式振動(dòng)傳感器的特性
1.3.1 頻率響應(yīng)
Mm是壓在敏感元件上的質(zhì)量塊的質(zhì)量,；Mb是加速度計(jì)基體及殼體的質(zhì)量,；K是Mm與Mb間的系統(tǒng)的等效剛度,。這一系統(tǒng)的自然頻率為：
fo=fm
式中fm為質(zhì)量Mm在彈簧K上的自然頻率,。
根據(jù)振動(dòng)理論：fm= 。
假設(shè)加速度計(jì)剛性安裝在比它重的多的結(jié)構(gòu)上,，此時(shí)Mm/Mb→0,，fo→fm。從而得到加速度計(jì)的上限響應(yīng)頻率為fm,。
邁確Metrix振動(dòng)傳感器能夠地檢測寬范圍的動(dòng)態(tài)加速度,，因此可以用來測量瞬態(tài)沖擊過程外,， 還可用來測量正弦振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)。但是,，壓電式振動(dòng)傳感器不適用于穩(wěn)態(tài)測量的場合,，例如地球引力、慣性制導(dǎo)或諸如發(fā)動(dòng)機(jī)加速度及制動(dòng)等緩慢變化的瞬態(tài)過程,。
    1.3.2 靈敏度
加速度計(jì)的靈敏度定義為電輸出與機(jī)械輸入之比,。從傳感器結(jié)構(gòu)可知，靈敏度是有方向性的,。由于傳感器的制造誤差,，其最大靈敏度方向與幾何軸不一致，最大靈敏度矢量可分解成軸向靈敏度和橫向靈敏度兩部分,。
真正代表壓電式振動(dòng)傳感器靈敏度的是電荷靈敏度,，它不受傳感器內(nèi)部電容變化和電纜長度變化的影響，只取決于壓電材料的壓電常數(shù),，一般電荷靈敏度每年下降小于1%,。
壓電式振動(dòng)傳感器實(shí)質(zhì)上是固態(tài)器件，它們非常堅(jiān)固和耐用,，在誤用的情況下一般也不會(huì)引起損壞,。在傳感器內(nèi)部，沒有調(diào)整部件,，增加了邁確Metrix振動(dòng)傳感器的可靠性和可重復(fù)性,，能夠用于極其惡劣的環(huán)境下。