傳感器與檢測(cè)技術(shù)課件第四章-第二節(jié)加速度傳感器

1、第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 加速度是表征物體在空間運(yùn)動(dòng)本質(zhì)的一個(gè)基本物理量。加速度是表征物體在空間運(yùn)動(dòng)本質(zhì)的一個(gè)基本物理量。 通過(guò)測(cè)量加速度獲取物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。例如，慣性導(dǎo)航系通過(guò)測(cè)量加速度獲取物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。例如，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)就是通過(guò)飛行器的加速度來(lái)測(cè)量它的加速度、速度統(tǒng)就是通過(guò)飛行器的加速度來(lái)測(cè)量它的加速度、速度(地速地速)、位置、已飛過(guò)的距離以及相對(duì)于預(yù)定到達(dá)點(diǎn)的方向等。位置、已飛過(guò)的距離以及相對(duì)于預(yù)定到達(dá)點(diǎn)的方向等。 可以通過(guò)測(cè)量加速度來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)所承受的加速度可以通過(guò)測(cè)量加速度來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)所承受的加速度負(fù)荷的大小，以便正確設(shè)計(jì)其機(jī)械強(qiáng)

2、度和按照設(shè)計(jì)指標(biāo)正負(fù)荷的大小，以便正確設(shè)計(jì)其機(jī)械強(qiáng)度和按照設(shè)計(jì)指標(biāo)正確控制其運(yùn)動(dòng)加速度，以免機(jī)件損壞。確控制其運(yùn)動(dòng)加速度，以免機(jī)件損壞。 在瞬態(tài)、沖擊和隨機(jī)振動(dòng)等復(fù)雜參數(shù)的測(cè)量中電子加速度在瞬態(tài)、沖擊和隨機(jī)振動(dòng)等復(fù)雜參數(shù)的測(cè)量中電子加速度計(jì)幾乎是唯一手段。計(jì)幾乎是唯一手段。 對(duì)于加速度，常用絕對(duì)法測(cè)量，即把慣性型測(cè)量裝置安裝對(duì)于加速度，常用絕對(duì)法測(cè)量，即把慣性型測(cè)量裝置安裝在運(yùn)動(dòng)體上進(jìn)行測(cè)量。在運(yùn)動(dòng)體上進(jìn)行測(cè)量。第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 壓電式、電阻式、電感式、電容式、諧振式、光纖式、力壓電式、電阻式、電感式、電容式、諧振式、光纖式、力平衡式平衡式加速度

3、測(cè)量方法：加速度測(cè)量方法：（1）加速度傳感器加速度傳感器（2）速度或位移傳感器）速度或位移傳感器+微分電路微分電路分類(lèi)（按原理）：分類(lèi)（按原理）：第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 加速度測(cè)量原理加速度測(cè)量原理質(zhì)量塊相對(duì)基座的位移與加速度成正比，通過(guò)測(cè)量該質(zhì)量塊相對(duì)基座的位移與加速度成正比，通過(guò)測(cè)量該位移（靈敏度低）或慣性力（靈敏度高）來(lái)測(cè)量加速度位移（靈敏度低）或慣性力（靈敏度高）來(lái)測(cè)量加速度（以慣性式為例）（以慣性式為例）第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 加速度測(cè)量原理加速度測(cè)量原理 （以慣性式為例）（以慣性式為例）力學(xué)模型如圖

4、所示。圖中力學(xué)模型如圖所示。圖中 y1y1表示殼體絕對(duì)位移；表示殼體絕對(duì)位移； y0質(zhì)量塊的絕對(duì)位移；質(zhì)量塊的絕對(duì)位移； y01表示表示殼體與殼體與 質(zhì)塊的相對(duì)位移。質(zhì)塊的相對(duì)位移。測(cè)試時(shí)，殼體和被測(cè)物體聯(lián)接（用膠接或機(jī)械方法），當(dāng)傳感測(cè)試時(shí)，殼體和被測(cè)物體聯(lián)接（用膠接或機(jī)械方法），當(dāng)傳感器外殼跟隨振動(dòng)物體振動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部質(zhì)量塊與外殼之間產(chǎn)生相器外殼跟隨振動(dòng)物體振動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部質(zhì)量塊與外殼之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。適當(dāng)選取傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，所測(cè)結(jié)果將分別反映振對(duì)運(yùn)動(dòng)。適當(dāng)選取傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，所測(cè)結(jié)果將分別反映振動(dòng)問(wèn)題的位移、速度和加速度動(dòng)問(wèn)題的位移、速度和加速度第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加

5、速度傳感器加速度傳感器 運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)方程 0110101()0m yycyky20100100112yyyy 20km02cm強(qiáng)迫振動(dòng)解為強(qiáng)迫振動(dòng)解為01sin()myyt其中其中20122200()1() (2)mmyy 0202arctg1() 則則20222100()1() (2)mmyy 第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 對(duì)對(duì) 的討論的討論1mmyy11mmyy表明質(zhì)塊和殼體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（輸表明質(zhì)塊和殼體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（輸 出）和基礎(chǔ)的出）和基礎(chǔ)的振動(dòng)（輸入）近乎相等，即表明質(zhì)塊在慣性座標(biāo)振動(dòng)（輸入）近乎相等，即表明質(zhì)塊在慣性座標(biāo)中幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài)中幾乎處于靜

6、止?fàn)顟B(tài) 作為加速度計(jì)作為加速度計(jì)的條件的條件210()mmyy1201mmyy作為位移計(jì)的條件作為位移計(jì)的條件20222100()1() (2)mmyy 1 1 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) ，即被測(cè)頻率遠(yuǎn)高于傳感器固有頻率時(shí)，即被測(cè)頻率遠(yuǎn)高于傳感器固有頻率時(shí) 2 2 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) ，即被測(cè)頻率遠(yuǎn)低于傳感器固有頻率時(shí)，即被測(cè)頻率遠(yuǎn)低于傳感器固有頻率時(shí) 第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 隨著被測(cè)頻率的變化，該傳感器可以成為位移傳感器、速度隨著被測(cè)頻率的變化，該傳感器可以成為位移傳感器、速度傳感器和加速度傳感器。傳感器和加速度傳感器。位移傳感器的工作區(qū)域?yàn)槲灰苽鞲衅鞯墓ぷ鲄^(qū)域?yàn)榧铀俣葌?/p>

7、感器的工作區(qū)域?yàn)榧铀俣葌鞲衅鞯墓ぷ鲄^(qū)域?yàn)樗俣葌鞲衅鞯墓ぷ鲄^(qū)域?yàn)樗俣葌鞲衅鞯墓ぷ鲄^(qū)域?yàn)?= 0要使加速度傳感器的固有頻率要使加速度傳感器的固有頻率 0 0，盡可能大，可以擴(kuò)大測(cè)量，盡可能大，可以擴(kuò)大測(cè)量范圍范圍20km減小減小mm即可實(shí)現(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器原理圖原理圖壓電晶片壓電晶片引出電極引出電極質(zhì)量塊質(zhì)量塊殼體殼體當(dāng)傳感器與被測(cè)振動(dòng)加速度的機(jī)當(dāng)傳感器與被測(cè)振動(dòng)加速度的機(jī)件緊固在一起后，傳感器受機(jī)械件緊固在一起后，傳感器受機(jī)械運(yùn)動(dòng)

8、的振動(dòng)加速度作用，壓電晶運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)加速度作用，壓電晶片受到質(zhì)量塊慣性引起的壓力，片受到質(zhì)量塊慣性引起的壓力，其方向與振動(dòng)加速度方向相反，其方向與振動(dòng)加速度方向相反，大小由大小由F=maF=ma決定。慣性引起的決定。慣性引起的壓力作用在壓電晶片上產(chǎn)生電荷。壓力作用在壓電晶片上產(chǎn)生電荷。電荷由引出電極引出，由此將振電荷由引出電極引出，由此將振動(dòng)加速度轉(zhuǎn)換成電量。動(dòng)加速度轉(zhuǎn)換成電量。彈簧是給壓電晶片提供預(yù)緊力的，預(yù)緊力不夠，加速度又比較大時(shí)，質(zhì)量塊將與壓電晶片產(chǎn)生敲擊碰撞；預(yù)緊力也不能太大，否則會(huì)引起壓電晶片的非線(xiàn)性誤差1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理第四章 速度、加速度傳感器第

9、二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（1 1）壓縮型）壓縮型在圖中，在圖中，S S是彈簧，是彈簧，MM是質(zhì)塊，是質(zhì)塊，B B是是基座，基座，P P是壓電元件。是壓電元件。圖圖a a是中央安是中央安裝壓縮型裝壓縮型，壓電元件，壓電元件質(zhì)量塊質(zhì)量塊彈彈簧系統(tǒng)裝在圓形中心支柱上，支柱簧系統(tǒng)裝在圓形中心支柱上，支柱與基座連接。這種結(jié)構(gòu)有高的共振與基座連接。這種結(jié)構(gòu)有高的共振頻率。然而基座頻率。然而基座B B與測(cè)試對(duì)象連接與測(cè)試對(duì)象連接時(shí)，如果基座時(shí)，如果基座B B有變形則將直接影有變形則將直接影響拾振器輸

10、出。此外，測(cè)試對(duì)象和響拾振器輸出。此外，測(cè)試對(duì)象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并使預(yù)緊力發(fā)生變化，使預(yù)緊力發(fā)生變化， 易引起溫度漂易引起溫度漂移。移。第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（1 1）壓縮型）壓縮型第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（1 1）壓縮型）壓縮型 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是利用火花塞跳火將混合氣點(diǎn)燃汽車(chē)發(fā)動(dòng)

11、機(jī)是利用火花塞跳火將混合氣點(diǎn)燃, ,使火焰在混使火焰在混合氣內(nèi)不斷傳播進(jìn)行燃燒。如果恰當(dāng)?shù)貙Ⅻc(diǎn)火時(shí)間提前一些，合氣內(nèi)不斷傳播進(jìn)行燃燒。如果恰當(dāng)?shù)貙Ⅻc(diǎn)火時(shí)間提前一些，可使氣缸中汽油與空氣的混合氣體得到充分燃燒，使轉(zhuǎn)矩增可使氣缸中汽油與空氣的混合氣體得到充分燃燒，使轉(zhuǎn)矩增大，排污減少，但如果點(diǎn)火時(shí)間過(guò)早或油品質(zhì)不好大，排污減少，但如果點(diǎn)火時(shí)間過(guò)早或油品質(zhì)不好, ,火焰在傳火焰在傳播途中當(dāng)壓力異常升高時(shí)播途中當(dāng)壓力異常升高時(shí), ,一些部位的混合氣不等火焰?zhèn)鞯揭恍┎课坏幕旌蠚獠坏然鹧鎮(zhèn)鞯? ,就自己著火燃燒就自己著火燃燒, ,造成瞬時(shí)爆發(fā)燃燒造成瞬時(shí)爆發(fā)燃燒, ,由此引起的氣體沖擊波由此引起的氣體沖擊

12、波沖擊汽缸壁產(chǎn)生金屬敲擊聲種，這現(xiàn)象稱(chēng)為爆震。沖擊汽缸壁產(chǎn)生金屬敲擊聲種，這現(xiàn)象稱(chēng)為爆震。 爆震引起的主要危害有爆震引起的主要危害有: :一是噪音一是噪音, ,二是振動(dòng)。振動(dòng)很可二是振動(dòng)。振動(dòng)很可能使發(fā)動(dòng)損壞，特別是大負(fù)荷條件下這種可能性更大。能使發(fā)動(dòng)損壞，特別是大負(fù)荷條件下這種可能性更大。第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（1 1）壓縮型）壓縮型將振動(dòng)傳感器旋在氣缸的側(cè)壁上。當(dāng)發(fā)生爆震時(shí)，傳感器產(chǎn)將振動(dòng)傳感器旋在氣缸的側(cè)壁上。當(dāng)發(fā)生爆震時(shí)，傳感器產(chǎn)生共振，輸出尖脈沖

13、給汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元生共振，輸出尖脈沖給汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元, ,進(jìn)而推遲點(diǎn)火時(shí)進(jìn)而推遲點(diǎn)火時(shí)刻，盡量使點(diǎn)火時(shí)刻接近爆震區(qū)而不發(fā)生爆震?？?，盡量使點(diǎn)火時(shí)刻接近爆震區(qū)而不發(fā)生爆震。第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（2 2）剪切型）剪切型右圖為環(huán)形剪切型右圖為環(huán)形剪切型，結(jié)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能做成極小型、構(gòu)簡(jiǎn)單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計(jì)，高共振頻率的加速度計(jì)，環(huán)形質(zhì)量塊粘到裝在中環(huán)形質(zhì)量塊粘到裝在中心支柱上的環(huán)形壓電元心支柱上的環(huán)形壓電元件上。件上。第四章 速度、加速

14、度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（2 2）剪切型）剪切型右圖為三角剪切形右圖為三角剪切形，壓，壓電元件由夾持環(huán)將其夾電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。牢在三角形中心柱上。加速度計(jì)感受軸向振動(dòng)加速度計(jì)感受軸向振動(dòng)時(shí)，壓電元件承時(shí)，壓電元件承 受切應(yīng)受切應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)對(duì)底座變力。這種結(jié)構(gòu)對(duì)底座變形和溫度變化有極好的形和溫度變化有極好的隔離作用，有較高的共隔離作用，有較高的共振頻率和良好的線(xiàn)性。振頻率和良好的線(xiàn)性。第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 具有

15、動(dòng)態(tài)范圍大、頻率范圍寬、堅(jiān)固耐用、受外界干擾小以及具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率范圍寬、堅(jiān)固耐用、受外界干擾小以及壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號(hào)不需要任何外界電源等特點(diǎn)，是壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號(hào)不需要任何外界電源等特點(diǎn)，是最為廣泛使用的振動(dòng)測(cè)量傳感器最為廣泛使用的振動(dòng)測(cè)量傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器2.2.壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)壓電式加速度傳感器可以做得很小，重量很輕，故對(duì)被測(cè)機(jī)構(gòu)壓電式加速度傳感器可以做得很小，重量很輕，故對(duì)被測(cè)機(jī)構(gòu)的影響就小。的影響就小。壓電傳感器本身的內(nèi)阻抗很高，而輸出的能量又非常微弱，因壓電傳感器本身的內(nèi)阻抗很高，而輸出的能量又非

16、常微弱，因此在使用時(shí)，必須接高輸入阻抗的前置放大器此在使用時(shí)，必須接高輸入阻抗的前置放大器第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器2.2.壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)前置放大器前置放大器壓電式傳感器的前置放大器有：電壓放大器和電荷放大器。壓電式傳感器的前置放大器有：電壓放大器和電荷放大器。所用所用電壓放大器電壓放大器就是高輸入阻抗的比例放大器。其電路比就是高輸入阻抗的比例放大器。其電路比較簡(jiǎn)單，但輸出受連接電纜對(duì)地電容的影響，適用于一般較簡(jiǎn)單，但輸出受連接電纜對(duì)地電容的影響，適用于一般振動(dòng)測(cè)量。振動(dòng)測(cè)量。

17、電荷放大器電荷放大器以電容作負(fù)反饋，使用中基本不受以電容作負(fù)反饋，使用中基本不受電纜電容的影響。在電荷放大器中，通常用高質(zhì)量的元器電纜電容的影響。在電荷放大器中，通常用高質(zhì)量的元器件，輸入阻抗高，但價(jià)格也比較貴件，輸入阻抗高，但價(jià)格也比較貴. . 第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 A0CaUUSC電荷放大器原理電路圖電荷放大器原理電路圖iRaqCFRF一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器2.2.壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)電荷放大器電荷放大器當(dāng)當(dāng)A A0 0足夠大時(shí)，輸出電壓與足夠大時(shí)，輸出電壓與A A0 0無(wú)關(guān)，只取決于輸入電荷無(wú)關(guān)

18、，只取決于輸入電荷q q和反饋和反饋電容電容C CF F，改變，改變C CF F的大小便可得到所需的電壓輸出。的大小便可得到所需的電壓輸出。 C CF F一般取值一般取值100-10100-104 4pFpF。SCFqUC 第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器3.3.壓電式加速度傳感器的靈敏度壓電式加速度傳感器的靈敏度壓電加速度傳感器屬發(fā)典型傳感器，可把它看成電壓源或電荷源，壓電加速度傳感器屬發(fā)典型傳感器，可把它看成電壓源或電荷源，故靈敏度有電壓靈敏度和電荷靈敏度兩種表示方式。故靈敏度有電壓靈敏度和電荷靈敏度兩種表示方式

19、。電壓靈敏度電壓靈敏度加速度傳感器輸出電荷與所承受的加速度之比加速度傳感器輸出電荷與所承受的加速度之比電荷靈敏度電荷靈敏度加速度傳感器輸出電壓與所承受的加速度之比加速度傳感器輸出電壓與所承受的加速度之比單位單位加速度單位用加速度單位用m/sm/s2 2，但振動(dòng)測(cè)量中都習(xí)慣用，但振動(dòng)測(cè)量中都習(xí)慣用g g作為作為加速度單位加速度單位第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器3.3.壓電式加速度傳感器的靈敏度壓電式加速度傳感器的靈敏度 對(duì)給定的壓電材料，靈敏度隨質(zhì)量塊的增大或壓電片的增多對(duì)給定的壓電材料，靈敏度隨質(zhì)量塊的增大或壓電片

20、的增多而增大。一般加速度傳感器尺寸越大，其固有頻率越低。而增大。一般加速度傳感器尺寸越大，其固有頻率越低。 因此選用加速度傳感器時(shí)應(yīng)當(dāng)權(quán)衡靈敏度和結(jié)構(gòu)尺寸、附因此選用加速度傳感器時(shí)應(yīng)當(dāng)權(quán)衡靈敏度和結(jié)構(gòu)尺寸、附加質(zhì)量影響和頻率響應(yīng)之間的利弊。加質(zhì)量影響和頻率響應(yīng)之間的利弊。第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器3.3.壓電式加速度傳感器的靈敏度壓電式加速度傳感器的靈敏度 靈敏度并不是越高越好。靈敏度低的傳感器可用于動(dòng)態(tài)范圍靈敏度并不是越高越好。靈敏度低的傳感器可用于動(dòng)態(tài)范圍很寬的振動(dòng)測(cè)量，例如打樁機(jī)的沖擊振動(dòng)、汽車(chē)的撞擊實(shí)驗(yàn)

21、、炸很寬的振動(dòng)測(cè)量，例如打樁機(jī)的沖擊振動(dòng)、汽車(chē)的撞擊實(shí)驗(yàn)、炸彈的貫穿延時(shí)引爆等。而高靈敏度的壓電傳感器可用于測(cè)量微弱彈的貫穿延時(shí)引爆等。而高靈敏度的壓電傳感器可用于測(cè)量微弱的振動(dòng)。例如用于尋找地下管道的泄露點(diǎn)（水管漏水處可發(fā)出幾的振動(dòng)。例如用于尋找地下管道的泄露點(diǎn)（水管漏水處可發(fā)出幾千赫茲的特殊振動(dòng)）；或測(cè)量橋梁、樓房、樁基的受激振動(dòng)以及千赫茲的特殊振動(dòng)）；或測(cè)量橋梁、樓房、樁基的受激振動(dòng)以及分析精密機(jī)床床身的振動(dòng)以提高加工精度。分析精密機(jī)床床身的振動(dòng)以提高加工精度。第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器3.3.壓電式加速

22、度傳感器的靈敏度壓電式加速度傳感器的靈敏度橫向靈敏度橫向靈敏度壓電晶體加速度傳感器的橫向靈敏度表示它對(duì)橫向（垂直于壓電晶體加速度傳感器的橫向靈敏度表示它對(duì)橫向（垂直于加速度軸線(xiàn)）振動(dòng)的敏感程度。加速度軸線(xiàn)）振動(dòng)的敏感程度。表示方法表示方法橫向靈敏度以主靈敏度的百分比表示。橫向靈敏度以主靈敏度的百分比表示。機(jī)械加工及封裝誤差；機(jī)械加工及封裝誤差；壓電元件本身的橫向壓電效應(yīng)；壓電元件本身的橫向壓電效應(yīng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理；裝配不當(dāng)產(chǎn)生的附加應(yīng)力。裝配不當(dāng)產(chǎn)生的附加應(yīng)力。產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速

23、度傳感器4.4.壓電式加速度傳感器的安裝與使用壓電式加速度傳感器的安裝與使用 理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。體使用中，有如下幾種方法。abcdefg1 1）用于長(zhǎng)期檢測(cè)振動(dòng)）用于長(zhǎng)期檢測(cè)振動(dòng)機(jī)械的壓電加速度傳感機(jī)械的壓電加速度傳感器應(yīng)采用雙頭螺栓牢固器應(yīng)采用雙頭螺栓牢固地固定在監(jiān)視點(diǎn)上。地固定在監(jiān)視點(diǎn)上。第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器4.4.壓電式加速度傳感器的安裝與使用壓電式加速度傳感器的安裝與使用 理論上壓電加速

24、度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。體使用中，有如下幾種方法。abcdefg圖圖a a采用鋼螺栓固定，是采用鋼螺栓固定，是共振頻率能達(dá)到出廠共振共振頻率能達(dá)到出廠共振頻率的最好方法。螺栓不頻率的最好方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔，以得全部擰入基座螺孔，以免引起基座免引起基座 變形，影響加變形，影響加速度計(jì)的輸出。在安裝面速度計(jì)的輸出。在安裝面上涂一層硅脂可增加不平上涂一層硅脂可增加不平整安裝表面的連接可靠性。整安裝表面的連接可靠性。需要絕緣時(shí)可用絕緣螺栓和云母墊片來(lái)固定加速度計(jì)需要絕緣時(shí)可用絕緣螺栓和云母墊片來(lái)固定

25、加速度計(jì)（圖（圖b b）但墊圈應(yīng)盡量簿但墊圈應(yīng)盡量簿也可以用一層簿蠟把加速度計(jì)粘在試件平整表面上也可以用一層簿蠟把加速度計(jì)粘在試件平整表面上（圖（圖c c）第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器4.4.壓電式加速度傳感器的安裝與使用壓電式加速度傳感器的安裝與使用 理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。體使用中，有如下幾種方法。abcdefg2 2）短時(shí)間檢測(cè)低頻微弱）短時(shí)間檢測(cè)低頻微弱振動(dòng)時(shí)，可用磁鐵將鋼制振動(dòng)時(shí)，可用磁鐵將鋼制傳感

26、器底座吸附在檢測(cè)點(diǎn)傳感器底座吸附在檢測(cè)點(diǎn)上。上。如圖如圖e e所示所示第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器4.4.壓電式加速度傳感器的安裝與使用壓電式加速度傳感器的安裝與使用 理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。體使用中，有如下幾種方法。abcdefg3 3）測(cè)量更微弱的振動(dòng)時(shí)，）測(cè)量更微弱的振動(dòng)時(shí)，可以用環(huán)氧樹(shù)脂或瞬干膠可以用環(huán)氧樹(shù)脂或瞬干膠將傳感器牢牢地膠于檢測(cè)將傳感器牢牢地膠于檢測(cè)點(diǎn)上。點(diǎn)上。如圖如圖f f、g g第四章

27、速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器4.4.壓電式加速度傳感器的安裝與使用壓電式加速度傳感器的安裝與使用 理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。體使用中，有如下幾種方法。abcdefg4 4）在對(duì)許多測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行）在對(duì)許多測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行定期巡檢時(shí)，也可采用手定期巡檢時(shí)，也可采用手持探針式加速度傳感器。持探針式加速度傳感器。使用時(shí)，用手握住探針，使用時(shí)，用手握住探針，緊緊地抵觸在檢測(cè)點(diǎn)上。緊緊地抵觸在檢測(cè)點(diǎn)上。如圖如圖d d。 此方法方便，但測(cè)量

28、誤此方法方便，但測(cè)量誤差較大，重復(fù)性差，頻率差較大，重復(fù)性差，頻率上限將降低到上限將降低到1000Hz1000Hz以以下。下。如圖如圖f f、g g第四章 速度、加速度傳感器第二節(jié)第二節(jié) 加速度傳感器加速度傳感器 一、壓電式加速度傳感器一、壓電式加速度傳感器4. 4. 加速度與力復(fù)合型傳感器加速度與力復(fù)合型傳感器在對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行激振試驗(yàn)時(shí)，為了測(cè)量機(jī)械結(jié)構(gòu)每一部位的阻在對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行激振試驗(yàn)時(shí)，為了測(cè)量機(jī)械結(jié)構(gòu)每一部位的阻抗值抗值( (力和響應(yīng)參數(shù)的比值力和響應(yīng)參數(shù)的比值) )，需要在結(jié)構(gòu)的同一點(diǎn)上激振并測(cè)定，需要在結(jié)構(gòu)的同一點(diǎn)上激振并測(cè)定它的響應(yīng)。阻抗頭就是專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳遞激振力和測(cè)定激振點(diǎn)的受力它的響應(yīng)。阻抗頭就是專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳遞激振力和測(cè)定激振點(diǎn)的受力及加速度響應(yīng)的特殊傳感器。及加速度響應(yīng)的特殊傳感器。 它集壓電式力傳感器和壓電式加速度傳感器為一體它集壓電式力傳感器和壓電式加速度傳感器為一體第四章 速度、加速度傳感