1、压电式加速度传感器 某些晶体,在受到沿一定方向的外力作用时,其内部的晶格会发生变化,产生极化现象,同时在晶体的两个表面上产生了极性相反的电荷;当外力消除后,又恢复到原来的不带电状态;当作用力方向改变 时,所产生的电荷的极性 也随之改变;晶体受力所 产生的电荷量与外力的 大小成正比,此现象称为 压电效应。
2、 压电式加速度传感器, 就是根据压电晶体受力后会在其两个表面产生不同电荷的 压电效应来实现机电转换的。 压电式加速度传感器的构造如下图所示。
3、 其工作原理是, 压电 式加速度传感器 的基座 4 固定或紧密 接触于被测物体,与 物体一起振动,由压 紧弹簧 1 与惯性质量 块 2 组成的弹簧 —质 量元件,与基座的振 动并不同步、而是发生相对运动,压电晶体 3 受到质量块因相对振动加速度产生 的惯性力 作用而产生电荷, 电荷量的大小与惯性力成正比 。当传感器中的弹簧 —质量元件的固有频率远大于被测物体的振动频率时, 质量块的振动位移会远小于基座的振动位移, 质量块与基座之间的相 对振动接近于基座、 即被测物体的振动。 因此,压电式加速度传感器的输出电压与被测物体的振动加速度成正比。
4、 加速度传感器通过积分电路可测得速度,通过二次积分电路可测得位蚨潍氢誊移。 压电式 加速度传感器 的优点是, 体积小 ,重量轻, 频率响应范围宽 . 适于测量高 频、冲击信号,例如齿轮、滚动轴承的振动测量,耐温、耐蚀性较好,不易 损坏,在实际测量中应用最广泛。 由于压电晶体产生的电荷量很小, 加速度传感 器需要配置电荷放大器, 因此造成内阻抗高、 电荷放大器前的连接电缆容易受到 外部电磁干扰。 现在, 许多加速度传感器把放大电路集成到传感器内,抗干扰能 力得到大幅度的提高。 压电式加速度传感器的频响特性范围,下限由电荷放大器 决定,上限由传感器的固有频率及安装谐振频率决定。 即 传感器与被测物体的接触及固定状况会大大影响高频测量的范围,其中钢螺栓联接固定方式的高频测量范围最高,可达 10000Hz,磁铁固定式为 2000Hz,手持式最低,仅数百 Hz。