電子信息工程外文資料翻譯---壓電式加速度傳感器及其應(yīng)用-電子信息-閱讀頁
2025-06-05 20:51本頁面
【正文】 ity and a move), the noise of the device is inevitable, so the actual low frequency end also appear cutoff frequency, about ~ 1 Hz ac or so. Five, the piezoelectric acceleration sensor of practical application At present the latest IBM Thinkpad laptops in the builtin acceleration sensors, dynamic monitoring out to use notebook in the vibration, and according to the vibration data, the system will be intelligent choice closed or let it continue to run hard drive, so can the greatest degree of protection because, for example, the turbulence vibration work environment, or accidentally fell off the puter to do damage caused by the hard disk, the greatest degree of protection in the inside of the data. Another use is the currently used digital cameras and video cameras, also have add speed sensor, used to detect when shooting in the hand of the vibration, and according to the vibration, automatic regulation to focus the camera. Generally speaking, acceleration sensor can be used in the control, the handle vibration and shaking, instruments, the brake start testing, testing, earthquake warning system, toys, structures, environmental monitoring, engineering geological exploration, vibration measurement, railway, Bridges, DAMS vibration test and analysis。 The mouse, highrise building structure dynamic characteristics and security vibration on reconnaissance. 壓電式加速度傳感器 及其應(yīng)用 摘要： 近年來壓電式加速度傳感器得到了較大的發(fā)展 ，本文重點(diǎn)闡述了壓電 式加速度 傳感器的原理及其構(gòu)成元件，分析了其頻率特性和靈敏度，探究了其誤差形成因素，概述了其在工程控制領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用。它也屬于慣性式傳感器。當(dāng)被測振動頻率遠(yuǎn)低于加速度計的固有頻率時，則力的變化與被測加速度成正比。 為此，通常把傳感器信號先輸?shù)礁咻斎胱杩沟那爸梅糯笃鳌? 二、 壓電式加速度傳感器 構(gòu)成元件 常用的壓電式加速度計的結(jié)構(gòu)形式如圖 所示。圖 是中央安 裝壓縮型，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。然而基座 B與測試對 象連接時，如果基座 B 有變形則將直接影響拾振器輸出。圖 為三角剪切形，壓電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。這種結(jié)構(gòu)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。由 于粘結(jié)劑會隨溫度增高而變軟，因此最高工作溫度受到限制。一般小阻尼 (z=)的加速度計，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 （即 6%），相移小于 30。實(shí)際使用的固定方法往往難于達(dá)到剛性連接，因而共振頻率和使用上限頻率都會有所下降。 圖 加速度計的固定方法 其中圖 采用鋼螺栓固定，是使共振頻率能達(dá)到出廠共振頻率的最好方法。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。用一層簿蠟把加速度計粘在試件平整表面上（圖 ），也可用于低溫（ 40℃ 以下）的場合。用專用永久磁鐵固定加速度計（圖 ），使用方便，多在低頻測量中使用。用硬性粘接螺栓（圖 ）或粘接劑（圖）的固定方法也長使用。 四、 壓電式加速度傳感器 的靈敏度 壓電式加 速度計的靈敏度 壓電加速度計屬發(fā)電型傳感器，可把它看成電壓源或電荷源，故靈敏度有電壓靈敏度和 電荷靈敏度兩種表示方法。 加速度單位為 m/s2，但在振動測量中往往用標(biāo)準(zhǔn)重力加速度 g 作單位， 1g= 。對給定的壓電材料而言，靈敏度隨質(zhì)量塊的增大或壓電元件的增多而增大。因此選用加速度計時應(yīng)當(dāng)權(quán)衡靈敏度和結(jié)構(gòu)尺寸、附加質(zhì)量的影響和頻率響應(yīng)特性之間的利弊。一般在殼體上用小紅點(diǎn)標(biāo)出最小橫向靈敏度方向，一個優(yōu)良的加速度計的橫向靈敏度應(yīng)小于主靈敏度的 3％。 五、 壓電式加速度傳感器 誤差形成因素分析 壓電加速度計的前置放大器 壓電元件受力后產(chǎn)生的電荷量極其微弱，這電荷使壓電元件邊界和接在邊界上的導(dǎo)體充電 到電壓 U=q/Ca（這里 Ca 是加速度計的內(nèi)電容）。換句話講，壓電加速度計所用的前置放大器應(yīng)具有極高的輸入阻抗，把泄漏減少到測量準(zhǔn)確度所要求的限度以內(nèi) ， 壓電式傳感器的前置放大器有：電壓放大器和電荷放大器。其電路比較簡單，但輸出受連接電纜對地電容的影響，適用于一般振動測量。在電荷放大器中，通常用高質(zhì)量的元、器件，輸入阻抗高，但價格也比較貴。但實(shí)際上由于低頻尤其小振幅振動時，加速度值小，傳感器的靈敏度有限，因此輸出的信號將很微弱，信噪比很低；另外電荷的泄漏，積分電路的漂移（用于測振動速度和位 移）、器件的噪聲都是不可避免的，所以實(shí)際低頻端也出現(xiàn) “ 截止頻率 ” ，約為 ～ 1Hz 左右。另外一個用處就是目前用的數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)里，也有加速度傳感器，用來檢測拍攝時候的手部的振動，并根據(jù)這些振動，自動調(diào)節(jié)相機(jī)的聚焦。
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