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- 高低頻測量電壓輸出型壓電加速度計傳感器
- 來源：EDN 發(fā)表于 2010/10/27
高頻：
傳感器的高頻截止頻率
高頻截止頻率是指在所規(guī)定的傳感器頻率響應(yīng)幅值誤差(±5%,±10%或±3dB)內(nèi)所能測量的最高頻率信號。高頻截止頻率直接與誤差值大小相關(guān),規(guī)定的誤差范圍大則其相應(yīng)的高頻截止頻率也相對較高。所以不同傳感器的高頻截止頻率指標(biāo)必須在相同的誤差條件下進行比較。
高頻截止頻率高的傳感器其敏感芯體一定具有較高的固有頻率，所以傳感器的靈敏度就相對較低。選用高頻率測量的傳感器時，為了滿足傳感器的高頻頻率響應(yīng)指標(biāo)，需要適當(dāng)降低對其靈敏度的要求。壓電式加速度傳感器的高頻特性取決于傳感器機械結(jié)構(gòu)的一階諧振頻率，實際使用中傳感器的一階諧振頻率往往是其安裝諧振頻率。安裝諧振頻率則由傳感器內(nèi)部敏感芯體的固有頻率以及傳感器的總體質(zhì)量和安裝偶合剛度綜合決定。安裝諧振頻率的高低將直接影響傳感器的高頻測量范圍，所以在具有穩(wěn)定的敏感芯體諧振頻率的前提下，提高安裝耦合剛度是保證高頻測量的重要條件。
在同樣的安裝條件下一般說傳感器的重量越輕其安裝諧振頻率越高，其高頻截止頻率也越高。當(dāng)然決定傳感器高頻響應(yīng)的最基本因素還是傳感器內(nèi)部敏感芯體的固有頻率。BW-sensor的內(nèi)部敏感芯體采用國外先進的記憶金屬，敏感芯體不僅有較高的固有頻率而且有非常穩(wěn)定的頻率響應(yīng)特性。BW-sensor的高頻響應(yīng)特性及其一致性遠(yuǎn)優(yōu)于僅靠零部件公差配合或安裝螺釘緊固等方法而設(shè)計制造的剪切型加速度計。
傳感器的安裝形式，安裝諧振頻率
傳感器生產(chǎn)廠商提供的高頻截止頻率都是在采用較理想的安裝條件下所獲得的。實際使用中傳感器的安裝形式的不同和安裝質(zhì)量的好壞會直接影響安裝偶合剛度，進而改變傳感器的測量高頻截止頻率。不同安裝方式(螺釘，粘接，吸鐵磁座和手持)所對應(yīng)不同安裝諧振頻率的特征已在很多振動測量的文獻中被闡述;但有必要指出當(dāng)不同形式的安裝方式組合在一起(如螺釘安裝加配吸鐵座)，傳感器的高頻響應(yīng)將被最低頻率響應(yīng)的安裝形式所制約。高頻測量的安裝方式往往采用螺釘安裝形式。為了達到理想的效果，被測對象的表面必需達到所規(guī)定的平度和光潔度要求以及傳感器安裝時應(yīng)所規(guī)定的扭矩,以盡可能地提高安裝偶合剛度保證傳感器高頻截止頻率。傳感器的高頻截止頻率越高則對傳感器的安裝要求也越高，因此使用高頻測量傳感器的用戶必須認(rèn)真對待傳感器的安裝。
傳感器的輸出接頭形式和電纜對測量信號的影響
傳感器的信號輸出接頭也是潛在的影響高頻測量的重要因素。在實際應(yīng)用中傳感器的接頭和電纜也是傳感器的組成部分。各種形式的接頭，電纜接頭與傳感器的聯(lián)接，以及電纜的重量和電纜相對于被測物體的固定形式也將直接影響傳感器的諧振頻率。傳感器的重量越輕，接頭和電纜對高頻測量的影響越顯著。所以當(dāng)安裝條件許可的情況下小型高頻測量傳感器的接頭形式應(yīng)首先考慮聯(lián)體電纜，聯(lián)體電纜具有可動零件少，重量輕的特點，比較適合高頻測量。
典型高頻測量傳感器
低阻電壓輸出型
D111/D112靈敏度1mV/ms-2，頻率范圍0.5Hz~10kHz，M5頂/側(cè)端輸出
重量：12克，尺寸：13mm(六角)x19mm(高)，M5螺釘安裝
D121/D122靈敏度2mV/ms-2，頻率范圍0.5Hz~10kHz,M5頂/側(cè)端輸出
重量：12克，尺寸：13mm(六角)x19mm(高)，M5螺釘安裝
電荷輸出型
D21100靈敏度0.1pC/ms-2，頻率范圍1Hz~12kHz，M5頂端輸出
重量：7克，尺寸：10mm(六角)x19mm(高)，連體M6螺釘安裝
D21103靈敏度0.1pC/ms-2，頻率范圍1Hz~12kHz，M5頂端輸出
重量:7克,尺寸:10mm(六角)x23mm(高)，外殼絕緣，,連體M6螺釘安裝
D221/D222靈敏度0.3pC/ms-2，頻率范圍1Hz~12kHz，M5頂端/連體電纜側(cè)端輸出
重量：2克，尺寸：7mm(六角)x12~16mm(高)，M3螺釘安裝
低頻：
電荷輸出型加速度計不適合用于低頻測量
由于低頻振動的加速度信號都很微小，而高阻抗的小電荷信號非常容易受干擾;當(dāng)測量對象的體積越大，其測量頻率越低，則信號的信噪比的問題更為突出。因此在目前帶內(nèi)置電路加速度傳感器日趨普遍的情況下應(yīng)盡量選用電噪聲比較小，低頻特性優(yōu)良的低阻抗電壓輸出型壓電加速度傳感器。
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