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ST型邁確Metrix振動傳感器工作原理

來源:上海圓馨能源科技有限公司   2022年09月13日 16:15  

振動傳感器在高度發展的現代工業中,現代測試技術向數字化、信息化方向發展已成必然發展趨勢,而測試系統的最前端是傳感器,它是整個測試系統的靈魂,被世界各國列為技術,特別是近幾年快速發展的IC技術和計算機技術,為傳感器的發展提供了良好與可靠的科學技術基礎。使傳感器的發展日新月益,且數字化、多功能與智能化是現代傳感器發展的重要特征。

1 振動參數分類及特性
振動傳感器是由彈簧、阻尼器及慣性質量塊組成的單自由振蕩系統。利用質量塊的慣性在慣性空間建立坐標,測定相對大地或慣性空間的振動加速度。它通過其中的換能元件,將機械振動轉換為便于傳遞、變換、處理和儲存的電信號。
振動傳感器形式有很多種
1.1 壓電式振動傳感器的測試原理
壓電式振動傳感器是試驗機振動測試常用的傳感器之一。相應標準提出了振動加速度測量傳感器改裝要求,但是往往因為對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準要求,必須了解有關背景知識,如傳感器的測試原理、構造和基本特性等方面。
一些介質在沿一定方向上施加機械壓力而產生變形時,其內部會產生極化現象,同時其表面產生電荷,當外力去掉以后,材料內部的電場和表面電荷也隨之消失,這種特性稱為壓電效應。邁確Metrix振動傳感器是利用這一特性,把基體感受到的機械振動轉化為電能量輸出。
1.2 典型壓電式振動傳感器的基本構造
壓電式振動傳感器的典型結構如圖2所示。
壓電晶體被壓緊在質量塊和基體之間,當加速度計感受振動時,質量塊施加一個振動力于壓電晶體上,壓電晶體中產生可變電勢。通過適當的設計,可以保證在一定的頻率范圍內輸入加速度與輸出電勢成比例。
1.3 壓電式振動傳感器的特性
1.3.1 頻率響應
Mm是壓在敏感元件上的質量塊的質量;Mb是加速度計基體及殼體的質量;K是Mm與Mb間的系統的等效剛度。這一系統的自然頻率為:
fo=fm
式中fm為質量Mm在彈簧K上的自然頻率。
根據振動理論:fm= 。
假設加速度計剛性安裝在比它重的多的結構上,此時Mm/Mb→0,fo→fm。從而得到加速度計的上限響應頻率為fm。
邁確Metrix振動傳感器能夠地檢測寬范圍的動態加速度,因此可以用來測量瞬態沖擊過程外, 還可用來測量正弦振動和隨機振動。但是,壓電式振動傳感器不適用于穩態測量的場合,例如地球引力、慣性制導或諸如發動機加速度及制動等緩慢變化的瞬態過程。

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