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| 加速度傳感器選型 壓電加速度傳感器因其頻響寬、動態范圍大、可靠性高、使用方便， 受到廣泛應用。 在一般通用振動測量時，用戶主要關心的技術指標為： 靈敏度、頻率范圍，內部結構、內 置電路型與純壓電型的區別，現場環境與后續儀器配置等。 一、靈敏度的選擇 制造商在產品介紹或說明書中一般都給出傳感器的靈敏度和 考量 程范圍，目的是讓 用戶在選擇不同靈敏度的加速度傳感器時能方便地選 出合適的產品，zui小加速度測量值也 稱zui小分辨率，考慮到后級放大電 路噪聲問題，應盡量遠離zui小可用值，以確保*信噪 比。zui大測量極限要考慮加速度傳感器自身的非線性影響和后續儀器的zui大輸出電壓。 估算方法：zui大被測加速度×傳感器電荷（電壓）靈敏度，其數值是否 超過配套儀器的 zui大輸入電荷（電壓）值。建議如已知被測加速度范圍 可在傳感器指標中的" 考量程范圍" 中選擇（兼顧頻響、重量 ，） 同 時，在頻響、質量允許的情況下，盡量選擇高靈敏度的傳感 器，以提高后續儀器輸入信號，提高信噪比。在兼顧頻響、質量的同時，可 照以下范圍選 擇傳感器靈敏度：以電荷輸出型壓電加速度傳感器為例： 1、土木工程和超大型機械結構的振動在 0.1g-10g （1g=9.81m/s 2）左右，可選電荷靈敏度在 300pC/ms -2 ～ 30pC/ms -2 的壓電加速度傳感器，屬于電荷輸出型壓電加速度傳感器 2、特殊的土木結構（如樁基）和機械設備的振 動在 100ms -2 ～1000ms -2，可選擇 20pC/ms -2 ～2pC/ms -2 的加速度傳感器。 |
| 3、沖擊，碰撞測量量程一般 10000ms-2 0.2pC/ms -2 ～ 0.002pC/ms -2 的加速度傳感器。 二、頻率選擇 |
| ～1000000ms -2，可選則傳感器靈敏度是 |
| 制造商給出的加速度傳感器的頻響 線是用螺釘剛性連接安裝的。 一般將 線分成二段：諧振頻率和使用頻率。使用頻率是按靈敏度偏差 給出的，有 ±10%、±5%、±3dB。諧振頻率一般是避開不用的，但也有 特例，如軸承故障檢測。選擇加 速度傳感器的頻率范圍應高于被測試件的振動頻率。有倍頻 分析要求的加速度傳感器頻率 響應應更高。土木工程一般是低頻振動， 加速度傳感器頻率響應范圍可選擇 0.2Hz～1kHz， 機械設備一般是中頻 段，可根據設備轉速、設備剛度等因素綜合估算振動頻率，選擇 0.5Hz～ 5kHz 的加速度傳感器。如發電機轉速在 3000rms 時，除以 60s 此時它的 主頻率 為 50Hz。碰撞、沖擊測量高頻居多。 加速度傳感器的安裝方式不同也會改變使用頻響（對振動值影響不 大）。 安裝面要平整、光潔，安裝選擇應根據方便、安全的原則。我們給 出同一只 AD500S 加 速度傳感器不同安裝方式的使用頻率：螺釘剛性連接 （±10%誤差）10kHz；環氧膠或"502" 粘接安裝 6kHz；磁力吸座安裝 2kHz；雙面膠安裝 1kHz。由此可見，安裝方式的不同對測 試頻率的響應 影響很大，應注意選擇。加速度傳感器的質量、靈敏度與使用頻率成反比， 靈敏度高，質量 大，使用頻率低，這也是選擇的技巧。 三、內部結構 內部結構是指敏感材料晶體片感受振動的方式及安裝形式。有壓縮 和剪切兩大類，常見的 有中心壓縮、平面剪切、三角剪切、環型剪切。 中心壓縮型頻響高于剪切型，剪切型對環境適應性好于中心壓縮型。如 配用積分型電 荷放大器測量速度、位移時，選用剪切型產品，這樣 所 得的信號波動小，穩定性好。 四、內置電路 內置的概念是將放大電路置于加速度傳感器內，成為具有電壓輸出 功能的傳感元件。 它可分雙電源（四線）和單電源（二線、帶偏置，又稱 ICP） 兩種，下面所指內裝電路專指 ICP |
| 型。目前，內置電路傳感器一般是與 數據采集儀配套，在國內使用較多的方面是用于機械 故障、樁基檢測， 不少在線監測項目上也在使用該類產品。 ICP 型加速度傳感器的供電 和信號輸出共用一根線。其特點是：低阻 抗輸出，抗干擾，噪聲小，性能價格比高，安裝 方便，尤其適于多點測量， 穩定可靠、抗潮濕、抗粉塵、抗有害氣體。 內置電路傳感器靈 敏度的選型計算： 被測加速度值（g）=zui大輸出電壓（mV）/傳感器靈敏度（mV/g）如 選用目前zui為通用的 100mV/g, 可測 50g 以內振動，如測量 100g，則用 50mV/g 的加速度計，其余以此類推。 五、環境影響 某些測試現場的環境較為惡劣，考慮的因素較多，如防水、高溫、 安裝位置、強磁電 場及地電回路等，均會給測量帶來很大的影響。 防水：防水有兩個概念，淺層防水和深層防水，尤以深層防水為難， 如三峽工程* 船閘閘門的振動監測，水深近百米，它涉及地回路干擾、 高壓滲水、導線防護、長期可靠 性等諸多問題。 高溫：多數廠商給出的傳感器溫度范圍為可用值，而不是高溫狀況 的靈敏度，實際上， 高溫時靈敏度偏差較大，特殊用戶應向廠商索取的高溫時的靈敏度指標，靈敏度指標是 保證測試準確的關鍵。 位置限制：加速度傳感器*安裝在現場會受到人為碰撞，應選擇 工業型長期監測加速 度傳感器，它采用外加防護罩，三角法蘭安裝，具 有對地絕 、防塵的作用。對出線方向 有要求的可向制造商提出。對于 不能觸及的部位，可用手持式加速度傳感器（帶長探針）。 絕 、地電回路及磁電場：對磁電場較強的測試現場，應選擇特殊 外殼材料的加速度傳 感器和導線，此類研究國內還比較少見。對于兩點接 地、潮濕等現場，要解決好測試 干擾則可采用浮地或絕 型加速度傳感 器，同時要考慮導線接頭的防護。 為了克服兩點 或多點接地產生地電回路電流對測試的影響，可以選 用浮地或絕 傳感器。沒有特殊要求 且干擾不大的工況，可用絕 型加 速度傳感器，而*型監測或干擾大的工況則應采用浮 地型。這二種命 名的區別在于絕 型產品的外殼為信號地，而浮地型產品的外殼為屏 蔽 層。 附加質量：在振動結構上安裝的加速度傳感器的質量要小于被測點 的自身動態質量的 1/10 即可，認為對被測信號的影響可以忽略。 六、配套儀器 壓電類加速度傳感器如是電荷輸出的，可與任何一種高阻輸入的電 荷放大器或具有電 荷前置功能的采集器相配，電荷放大器種類較多，有 單臺、多路、積分、準靜態，這都要 根據測量要求來確定。 也有特例，如直接將壓電傳感器的輸出信號接入具有一定高阻性 能 的三次儀表（如示波器 ，） 同 樣可測得信號，但因阻抗匹配不夠，只能 是定性了解動態狀 況。 內裝 IC 放大器加速度傳感器（ICP 型）專門有恒流適配器，一臺恒 流適配器可供多 只加速度傳感器的恒流供電及信號輸出。對于提供恒流 源供電的數據采集儀器，可以將該 類型傳感器直接接入數據采集儀器。 雙電源供電的加速度傳感器可由采集器提供雙電源或 用雙路直流穩壓電 源供電。 |
以上為我們多年測試工作中積累的經驗，部分技術也 參 照了國內外廠商的
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