测试测量压电式加速度传感器(压电式加速度传感

1. 压电式加速度传感器测量加速度

压电型式的加速度计是振动测试的最主要传感器。虽然压电型加速度计的测量范围宽，但因市场上此类加速度计品种繁多，所以给正确的选用带来一定的难度。作为选用振动传感器的一般原则：正确的选用应该基于对测量信号以下三方面的分析和估算。

a.被压电型式的加速度计是振动测试的最主要传感器。虽然压电型加速度计的测量范围宽，但因市场上此类加速度计品种繁多，所以给正确的选用带来一定的难度。作为选用振动传感器的一般原则：正确的选用应该基于对测量信号以下三方面的分析和估算。

a.被测振动量的大小

b.被测振动信号的频率范围

c.振动测试现场环境

以下将针对上述三个方面并参照传感器的相关技术指标对具体的选用作进一步地讨论。

传感器的灵敏度与量程范围

传感器的灵敏度是传感器的最基本指标之一。灵敏度的大小直接影响到传感器对振动信号的测量。不难理解，传感器的灵敏度应根据被测振动量（加速度值）大小而定，但由于压电加是测量振动的加速度值，而在相同的位移幅值条件下加速度值与信号的频率平方成正比，所以不同频段的加速度信号大小相差甚大。大型结构的低频振动其振动量的加速度值可能会相当小，例如当振动位移为 1mm, 频率为1 Hz 的信号其加速度值仅为0.04m/s2（0.004g）；然而对高频振动当位移为0.1mm，频率为10 kHz的信号其加速度值可达4 x 10 5m/s2 （40000g）。因此尽管压电式加速度传感器具有较大的测量量程范围，但对用于测量高低两端频率的振动信号，选择加速度传感器灵敏度时应对信号有充分的估计。最常用的振动测量压电式加速度计灵敏度，电压输出型（IEPE 型）为50——100 mV/g，电荷输出型为10 —— 50 pC/g。

加速度值传感器的测量量程范围是指传感器在一定的非线性误差范围内所能测量的最大测量值。通用型压电加速度传感器的非线性误差大多为1%。作为一般原则，灵敏度越高其测量范围越小，反之灵敏度越小则测量范围越大

2. 加速度传感器输出电压

       加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。加速度传感器的工作原理是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。

汽车加速器传感器的应用如下：

1、加速度传感器主要用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面；

2、在安全应用中，加速度计的快速反应非常重要。安全气囊应在什么时候弹出要迅速确定，所以加速度计必须在瞬间做出反应；

3、通过采用可迅速达到稳定状态而不是振动不止的传感器设计可以缩短器件的反应时间。其中，压阻式加速度传感器由于在汽车工业中的广泛应用而发展最快

3. 压电式加速度传感器测量原理

力敏传感器测量原理：电阻应变式传感器是通过弹性敏感元件将外部的应力转换成应变ε，再根据电阻应变效应，由电阻应变片将应变转换成电阻值的微小变化，通过测量电桥转换成电压或电流的输出。

力敏传感器是将应力、压力等力学量转换成电信号的转换器件。力敏传感器有电阻式、电容式、电感式、压电式和电流式等多种形式，它们各有优缺点。半导体压力传感器的主要技术性能：输出3~20mV/V; 精度0.25%; 频率0~ 5000Hz; 工作温度-55~120摄氏度。这种传感器的优点是体积小、成本低，缺点是对湿度十分敏感。压电式力敏传感器的优点是灵敏度高，工作温度范围宽(-70~250摄氏度)，缺点是成本稍高。近年来，压电式力敏传感器的应用领域和市场销售额明显扩大。

1、压阻式传感器

压阻式传感器是通过扩散工艺将四个半导体应变电阻制作在同一硅片上，利用半导体材料的压阻效应制成的传感器。它由于工艺一致性好，灵敏度相等，因此漂移抵消，迟滞、蠕变非常小，动态响应快，测量精度高、稳定性好、温度范围宽、易小型化、能批量生产和使用方便。

工作原理：压阻式传感器的工作主要基于压阻效应，而压阻效应是在半导体材料上施加作用力时，其电阻率将发生显著变化的现象。

2、压阻式压力传感器

固态压阻式压力传感器的传感器硅膜片两边有两个压力腔。一个是和被测压力相连接的高压腔，另一个是低压腔，和大气相通。

3、压电式传感器

压电式传感器是基于某些材料受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器。它是一种典型的有源传感器，又称自发电式传感器。它具有体积小，重量轻，频率宽，灵敏度高，结构简单，工作可靠等特点。

工作原理：当某些晶体或多晶体陶瓷在一定的方向上受到外力作用时，在某两个对应的晶面上，会产生符号相反的电荷。当外力消失时，电荷也消失；当外力改变方向时，两晶面上的电荷符号也随之改变。

压电传感器就是以压电效应为基础，将力学量转换为电量的器件。

典型的具有压电效应的物质有石英晶体、压电陶瓷和高分子压电材料等。

4、压电式加速度传感器

当传感器感受振动时，质量块感受与传感器基座相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力的作用。这样，质量块就有一正比于加速度的交变力作用在压电片上。由于压电片压电效应，两个表面上就产生交变电荷，当振动频率远低于传感器的固有频率时，传感器的输出电荷（电压）与作用力成正比，亦即与试件的加速度成正比。

4. 压电式加速度传感器是什么传感器

压电式加速度传感器是一种自发式传感器，其输出电荷与所感受的加速度成正比。它具有精确度高、频响宽、动态范围大、尺寸小、重量轻、寿命长、易于安装、稳定性好等特点。

可以采用天然石英，经过适当切割构成敏感元件，但灵敏度低，造价高。目前常用的是铁电材料，这是一种经过人工极化处理而具有压电性质的人工陶瓷，采用良好的配制烧结工艺可以得到很高的压电灵敏度和工作温度，经过老化处理后可以保证长期温度稳定性，它易于制成各种形状的敏感元件，已先后制成了各种结构形式的加速度传感器。

5. 压电式加速度传感器应用

测振传感器按与被测试件是否接触分为接触式与非接触式两类。磁电式速度传感器和压电式加速度传感器属于接触式测振传感器，其机电转换较为方便，在振动测试中常备用。而电容式传感器和涡流传感器常用于振动位移的非接触式测量中。

　　测振传感器按所测的振动性质分为绝对式和相对式两类;绝对式测振传感器的输出描述了被测物体的绝对振动。相对是测振传感器的壳体和测量提分别于不同的被测物体连接，其输出是描述两件间的相对振动量。

6. 压电式加速度传感器原理及应用

磁电式速度传感器不需要物理接触，通过磁电感应原理来测量速度的，而压电加速度计需要必要的物理接触，通过感知力的大小而转化成对应的速度显示出来的，最大的区别应该是这个

7. 压电式传感器测加速度的原理

压电式压力传感器的原理主要是压电效应，它主要的压电材料是：磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英。压电式压力传感器的应用领域很广泛：电声学、生物医学和工程力学等等。

它能够测量发动机里面的燃烧压力，也能够应用在军事方面。

它可以测量在膛中的枪炮子弹在击发的那一刻，膛压的改变量以及炮口所受到的冲击波压力。

它能够测量很小的压力，也能够测量大的压力。由于它的使用寿命很长、重量较轻、体积较小、结构较简单，因此它所涉及的领域远远不止这些。在对建筑物、桥、汽车和飞机等的冲击和震动的测量，也是非常广泛的。特别是在宇航和航空的领域里，它的地位是很特殊的。

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