壓電加速度傳感器的結構與安裝

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    常用的壓電加速度傳感器的結構分為：彈簧，質(zhì)塊，基座，壓電元件，夾持環(huán)。壓電元件—質(zhì)量塊—彈簧系統(tǒng)裝在圓形中心支柱上，支柱與基座連接。這種結構有高的共振頻率。然而基座與測試對象連接時，如果基座有變形則將直接影響拾振器輸出。此外，測試對象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并使預緊力發(fā)生變化，易引起溫度漂移。壓電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。壓電加速度傳感器感受軸向振動時，壓電元件承受切應力。這種結構對底座變形和溫度變化有極好的隔離作用，有較高的共振頻率和良好的線性。環(huán)形剪切型，結構簡單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計，環(huán)形質(zhì)量塊粘到裝在中心支柱上的環(huán)形壓電元件上。由于粘結劑會隨溫度增高而變軟，因此最高工作溫度受到限制。


    壓電加速度傳感器的使用上限頻率取決于幅頻曲線中的共振頻率，一般小阻尼(z<=0.1)的壓電加速度傳感器，上限頻率若取為共振頻率的1/3，便可保證幅值誤差低于1dB（即12%）；若取為共振頻率的1/5，則可保證幅值誤差小于0.5dB（即6%），相移小于30。但共振頻率與壓電加速度傳感器的固定狀況有關，壓電加速度傳感器出廠時給出的幅頻曲線是在剛性連接的固定情況下得到的。實際使用的固定方法往往難于達到剛性連接，因而共振頻率和使用上限頻率都會有所下降。其中采用鋼螺栓固定，是使共振頻率能達到出廠共振頻率的最好方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔，以免引起基座變形，影響壓電加速度傳感器的輸出。在安裝面上涂一層硅脂可增加不平整安裝表面的連接可靠性。需要絕緣時可用絕緣螺栓和云母墊片來固定壓電加速度傳感器，但墊圈應盡量簿。用一層簿蠟把壓電加速度傳感器粘在試件平整表面上，也可用于低溫（40℃以下）的場合。手持探針測振方法,在多點測試時使用特別方便，但測量誤差較大，重復性差，使用上限頻率一般不高于1000Hz。用專用永久磁鐵固定壓電加速度傳感器，使用方便，多在低頻測量中使用。此法也可使壓電加速度傳感器與試件絕緣。用硬性粘接螺栓或粘接劑的固定方法也長使用。某種典型的壓電加速度傳感器采用上述各種固定方法的共振頻率分別約為：鋼螺栓固定法31kHz，云母墊片28kHz，涂簿蠟層29kHz，手持法2kHz，永久磁鐵固定法7kHz。
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