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压电加速度传感器的结构与安装
- 2021-07-31-

  常用的压电加速度传感器分为:弹簧、质量块、底座、压电元件和夹紧环。压电元件-质量-弹簧系统安装在圆形中心立柱上,立柱与底座连接。这种结构具有高谐振频率。但是,当底座与测试对象连接时,如果底座变形,将直接影响振动传感器的输出。

  另外,测试对象和环境的温度变化会影响压电元件,使预紧力发生变化,容易引起温度漂移。压电元件通过夹紧环夹紧在三角形中心柱上。当压电加速度传感器感测到轴向振动时,压电元件承受剪切应力。这种结构对基底的变形和温度变化有很好的隔离效果,谐振频率高,线性度好。环剪式,结构简单,可以做成极小尺寸、高谐振频率的加速度计,环质量粘在安装在中柱上的环形压电元件上。较高工作温度受到限制,因为粘合剂会随着温度的升高而软化。

  压电加速度传感器的使用上限频率取决于幅频曲线中的共振频率,一般小阻尼的压电加速度传感器,上限频率若取为共振频率的1/3,便可确保幅值过失低于1dB(即12%);若取为共振频率的1/5,则可确保幅值过失小于0.5dB(即6%),相移小于30。但共振频率与压电加速度传感器的固定情况有关,压电加速度传感器出厂时给出的幅频曲线是在刚性连接的固定情况下得到的。实际使用的固定方法往往难于抵达刚性连接,因此共振频率和使用上限频率都会有所下降。其间选用钢螺栓固定,是使共振频率能抵达出厂共振频率的较好方法。

  螺栓不得全部拧入基座螺孔,避免引起基座变形,影响压电加速度传感器的输出。在装置面上涂一层硅脂可增加不平整装置外表的连接可靠性。需求绝缘时可用绝缘螺栓和云母垫片来固定压电加速度传感器,但垫圈应尽量簿。用一层簿蜡把压电加速度传感器粘在试件平整外表上,也可用于低温(40℃以下)的场合。手持探针测振方法,在多点测验时使用特别便利,但丈量过失较大,重复性差,使用上限频率一般不高于1000Hz。用专用磁铁固定压电加速度传感器,使用便利,多在低频丈量中使用。此法也可使压电加速度传感器与试件绝缘。用硬性粘接螺栓或粘接剂的固定方法也长使用。某种典型的压电加速度传感器选用上述各种固定方法的共振频率别离约为:钢螺栓固定法31kHz,云母垫片28kHz,涂簿蜡层29kHz,手持法2kHz,磁铁固定法7kHz。


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