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挑选传感器灵敏度和量程的技巧

2019-03-11 16:19:29

  广州加速度传感器的活络度是传感器的最基本方针之一。活络度的大小直接影响到传感器对振动信号的测量。不难理解,传感器的活络度应根据被测振动量(加速度值)大小而定,但由于压电加是测量振动的加速度值,而在相同的位移幅值条件下加速度值与信号的频率平方成正比,所以不同频段的加速度信号大小相差甚大。

  大型结构的低频振动其振动量的加速度值可能会适当小,例如当振动位移为1mm, 频率为1Hz的信号其加速度值仅为0.04m/s2(0.004g);然而对高频振动当位移为0.1mm,频率为10kHz的信号其加速度值可达4x105m/s2(40000g)。

  因此尽管压电式加速度传感器具有较大的测量量程规划,但对用于测量凹凸两端频率的振动信号,选择加速度传感器活络度时应对信号有充沛的估计。最常用的振动测量压电式加速度计活络度,电压输出型(IEPE型)为50~100mV/g,电荷输出型为10~50pC/g。

  量程规划

  加速度值传感器的测量量程规划是指传感器在必定的非线性过失规划内所能测量的最大测量值。通用型压电加速度传感器的非线性过失大多为1%。作为一般原则,活络度越高其测量规划越小,反之活络度越小则测量规划越大。

  电压/电荷输出型

  IEPE电压输出型压电加速度传感器的测量规划是由在线性过失规划内所答应的最大输出信号电压所抉择,最大输出电压量值一般都为±5V。通过换算就可得到传感器的最大量程,即等于最大输出电压与活络度的比值。需求指出的是IEPE压电传感器的量程除受非线性过失大小影响外,还遭到供电电压和传感器偏置电压的约束。当供电电压与偏置电压的差值小于方针给出的量程电压时,传感器的最大输出信号就会发作畸变。因此IEPE 型加速度传感器的偏置电压安稳与否不只影响到低频测量也可能会使信号失真;这种现象在凹凸温测量时需求特别注意,当传感器的内置电路在非室温条件下不稳守时,传感器的偏置电压很可能不断缓慢地漂移而构成测量信号忽大忽小。

  而电荷输出型测量规划则受传感器机械刚度的约束,在相同的条件下传感活络芯体受机械弹性区间非线性约束的最大信号输出要比IEPE型传感器的量程大得多,其值大多需通过试验来断定。一般情况下当传感器活络度高,其活络芯体的质量块也就较大,传感器的量程就相对较小。一同因质量块较大其谐振频率就偏低这样就较简单激发传感器活络芯体的谐振信号,效果使谐振波叠加在被测信号上构成信号失真输出。因此在最大测量规划选择时,也要考虑被测信号频率组成以及传感器自身的自振谐振频率,避免传感器的谐振重量发生。一同在量程上应有足够的安全空间以确保信号不发生失真。

广州加速度传感器

  活络度标定

  加速度传感器活络度的标定办法一般选用比较法检定,被校传感器在特定频率(一般为159Hz或80Hz)振动的输出与标准传感器读得加速度值的比即为传感器活络度。而对冲击传感器的活络度则通过测量被校传感器对一系列不同冲击加速度值的输出照应,取得传感器在其测量规划内输入冲击加速度值和电输出之间的对应关系,再通过数值核算取得与各点之间差值最小的直线,而这直线的斜率便是传感器的冲击活络度。

  非线性过失标明

  冲击传感器的非线性过失能够有两种办法标明:全量程过失或按分段量程的线性过失。前者是指传感器的全量程输出为基准的过失百分数,即不管测量值得大小其过失均为按全量程百分数核算而得的过失值。按分段量程的线性过失其核算办法与全量程过失相同,但基准不用全量程而是以分段量程来核算过失值。例如量程为20000g的传感器,如全量程过失为1% ,其线性过失在全量程内为200g;但当传感器按分段量程5000g、10000g、20000g来衡量其线性过失,其过失仍为1%时,则传感器在不同的3个量程段内线性过失则分别为50g、100g、200g。

  测量频率规划

  传感器的频率测量规划是指传感器在规则的频率照应幅值过失内(±5%, ±10%, ±3dB)传感器所能测量的频率规划。频率规划的高,低限分别称为高,低频到频率。到频率与过失直接相关,所答应的过失规划大则其频率规划也就宽。

  作为一般原则,传感器的高频照应取决于传感器的机械特性,而低频照应则由传感器和后继电路的概括电参数所抉择。高频截止频率高的传感器必定是体积小,重量轻,反之用于低频测量的高活络度传感器相对来说则必定体积大和重量重。

  高频测量规划

  传感器的高频测量方针一般由高频截止频率来断定,而必定截止频率与对应的幅值过失相联系。所以,传感器选用时不能只看到频率,有必要了解对应的幅值过失值。传感器的频率幅值过失小不只是测量精度进步,更重要的是表现了传感器制造过程中控制设备精度过失地能力。

  另外由于测量方针的振动信号频率带较宽,或传感器的固有谐振频率不够高,因此被激发的谐振信号波可能会叠加在测量频带内的信号上,构成较大的测量过失。所以在选择传感器的高频测量规划时除高频到频率外,还应考虑谐振频率对测量信号的影响。当然,这种测量频段外的信号也可通过在测量体系中滤波器给予消除。

  一般情况下传感器的高频截止频率与输出信号的方式(即电荷型或低阻电压型)无关;而与传感器的结构设计,制造以及设备方式和设备质量都密切相关。

文章源自 广州加速度传感器 http://www.tdxck.com

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