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      壓電加速度傳感器的結構與安裝
      - 2022-01-07-

        常用的壓電加速度傳感器由彈簧、質量塊、底座、壓電元件和卡環組成。壓電元件-質量-彈簧系統安裝在圓形中心柱上,該柱與基座連接。這種結構具有高諧振頻率。但是,當底座與測試對象連接時,如果底座變形,將直接影響振動傳感器的輸出。此外,測試對象和環境的溫度變化會影響壓電元件,使預載發生變化,容易引起溫度漂移。壓電元件通過夾緊環夾緊在三角形中心柱上。當壓電加速度傳感器感受到軸向振動時,壓電元件承受剪切應力。這種結構對基座的變形和溫度變化有很好的隔離效果,諧振頻率高,線性度好。環剪式,結構簡單,可以做成極小尺寸、高諧振頻率的加速度計,環質量粘在安裝在中柱上的環形壓電元件上。由于粘結劑會隨著溫度的升高而軟化,工作溫度受到限制。

        壓電加速度傳感器的使用上限頻率取決于幅頻曲線中的共振頻率,一般小阻尼(z&lt;=0.1)的壓電加速度傳感器,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。但共振頻率與壓電加速度傳感器的固定狀況有關,壓電加速度傳感器出廠時給出的幅頻曲線是在剛性連接的固定情況下得到的。實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有所下降。其中采用鋼螺栓固定,是使共振頻率能達到出廠共振頻率的方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔,以免引起基座變形,影響壓電加速度傳感器的輸出。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。需要絕緣時可用絕緣螺栓和云母墊片來固定壓電加速度傳感器,但墊圈應盡量簿。用一層簿蠟把壓電加速度傳感器粘在試件平整表面上,也可用于低溫(40℃以下)的場合。手持探針測振方法,在多點測試時使用特別方便,但測量誤差較大,重復性差,使用上限頻率一般不高于1000Hz。用專用磁鐵固定壓電加速度傳感器,使用方便,多在低頻測量中使用。此法也可使壓電加速度傳感器與試件絕緣。用硬性粘接螺栓或粘接劑的固定方法也長使用。某種典型的壓電加速度傳感器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,磁鐵固定法7kHz。



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