四大加速度传感器在振动、冲击测量中的应用全解

近年来随着航空、航天等各种工程技术的发展，更加多的场合必须获得准确地动态数据，其中振动、冲击、压力、声强等参数的测量占据最重要的地位。各种传感器、信号适调仪、分析、记录、处置仪器就是为了符合这种拒绝而发展一起的，其中（1）传感器是取得精确、现实数据的第一关；（2）将所须要测量的物理量切换为便于测量的物理量是用于传感器的目的。

在传感技术的发展过程中，敏感元件的制作技术起着要求的起到，正是由于各种铁电材料的研制成功，高质量硅突发事件敏感元件、电容敏感元件的研制成功，硅片识加工技术的顺利，才使得有可能做成各种高质量的新型传感器。2020-03-30 ，在振动、冲击测量方面，普遍用于的是各种结构型式的压电式、集成电路压电式、压阻式和变电容式加速度传感器。压电式加速度传感器压电式加速度传感器是一种自发性式传感器，其输入电荷与所感觉的加速度成正比。它具备精确度低、频响长、动态范围大、尺寸小、轻巧、寿命长、更容易加装、稳定性好等特点。

可以使用天然石英，经过必要切割成包含敏感元件，但灵敏度较低，耗资低。目前常用的是铁电材料，这是一种经过人工极化处理而具备压电性质的人工陶瓷，使用较好的提炼工件工艺可以获得很高的压电灵敏度和工作温度，经过老化处置后可以确保长年温度稳定性，它更容易做成各种形状的敏感元件，已先后做成了各种结构形式的加速度传感器。单端传输式具备灵敏度低，共振频率低的特点，限于于一般测量。基座隔绝传输式可把基座耦合的影响减半到大于，更加适合于较低振级的测量，也适合于加装面上有突发事件或温度不稳定的地方。

环形剪切式具备尺寸小，轻巧的特点，适合于测量冲击或轻小结构件的振动，因敏感元件与底座很好的隔绝，故能有效地避免底座倾斜和噪声的影响，因敏感元件只不受剪切起到，就增大了热释电效应。中心孔加装环形剪切式可任意指定接线方向。隔绝剪切式使用了多块晶体和无源补偿片，提升了灵敏度，拓宽了温度范围，确保了稳定性，具备最低的信噪比。

集成电路式压电加速度传感器集成电路式压电加速度传感器的做成是微电子学技术的发展结果，在这种传感器的壳体内装有微电子信号适调电路，因此做了低电阻输入，输入信号大，对电缆和连接器带给的干扰信号很不脆弱，对各种环境因素不脆弱，用一根双线电缆或两根塑料皮绞合线可同时起着供电和传输信号的起到，用于宽电缆也会减少灵敏度，会减少噪声，结构非常简单，耗资较低，且提高了性能，尤其限于于各种工程现场和必须远距离测量的地方，对灵敏度低的甚至可以必要相接记录仪器，使用方便。Endevco称之为这种传感器为ISOTRON,右图为等效电路图。压阻式加速度传感器新式的压阻式加速度传感器的结构，它是由整块硅晶体做成的。

它以硅压压应变片作为敏感元件，这实质上是一块相同的硅电阻，其电阻的变化与所忍受的机械形变成正比。这可以由体积较小的整体硅片经过识加工做成，因此又称作整体式传感器，从而避免了把硅应变片粘贴到悬梁臂上的老式结构所带给的机械相连不精确的影响。压阻式加速度传感器在电路中包含为惠斯登电桥，产生与振动加速度成正比的电信号。

由于是筛选用于，所以确保了在有所不同的温度条件下输入的稳定性。这种传感器的特点是能测量频率较低到直流的信号而会产生振幅杂讯。它的输出阻抗较低，输入电平低，内在噪声较低，对电磁和静电阻碍的敏感度较低，所以更容易信号适调。

某些压阻式加速度传感器的灵敏度低到不足以必要驱动记录仪。它对底座突发事件和热瞬变不脆弱，在忍受大冲击加速度起到时没零点西移动，可以用旋转法展开标定，因此普遍地用作低频振动和持续时间宽的冲击测量中，例如运输过程中振动和冲击的测量、纸盒试验、冲击波研究、汽车撞击试验、模态分析、颤振研究、生物医学现象的研究中。逆电容式加速度传感器逆电容式加速度传感器是使用另一种物理原理做成的硅加速度传感器，与压阻式的比起，它有更高的灵敏度和外用环境振动和冲击的能力，对温度不脆弱，稳定性好，线性度低。

叙述裁决各种加速度传感器动态特性的参数是：灵敏度、幅频号召、相频号召、加装共振频率、纵向灵敏度、幅值非线性等。

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