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      熙源電子

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      壓電式振動(dòng)加速度傳感器的工作原理


      發(fā)布時(shí)間:

      2024-12-03

      壓電式振動(dòng)加速度傳感器,也稱為壓電加速度計(jì),是一種基于壓電效應(yīng)工作的慣性式傳感器。其工作原理具體如下:

      一、壓電效應(yīng)

      當(dāng)某些物質(zhì)(如石英晶體或壓電陶瓷)在一定方向上受力變形時(shí),其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。這種電荷的產(chǎn)生與所受的外力成正比,因此可以用來測(cè)量加速度。

      二、工作原理

      在壓電式振動(dòng)加速度傳感器中,通常包含一個(gè)質(zhì)量塊,該質(zhì)量塊被安裝在壓電晶體材料上。當(dāng)傳感器隨著振動(dòng)體振動(dòng)時(shí),質(zhì)量塊也產(chǎn)生振動(dòng),其加速度與被測(cè)試對(duì)象的加速度相同。質(zhì)量塊受到的力會(huì)傳遞給壓電晶體,導(dǎo)致晶體上產(chǎn)生電荷,電荷的大小與加速度成正比。

      三、關(guān)鍵組件

      1. 壓電元件:傳感器的核心部分,負(fù)責(zé)將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
      2. 質(zhì)量塊:用于產(chǎn)生與被測(cè)試對(duì)象相同的振動(dòng),并將力傳遞給壓電元件。
      3. 彈簧:用于支撐質(zhì)量塊,并允許其在一定范圍內(nèi)振動(dòng)。
      4. 基座:用于固定傳感器,并將其與被測(cè)試對(duì)象連接。

      四、性能參數(shù)

      1. 電壓靈敏度:表示傳感器輸出信號(hào)與輸入加速度之間的比例關(guān)系,通常以mv/g(毫伏每克)為單位。
      2. 線性度:反映傳感器輸出與理論直線的偏離程度,通常以百分比表示。
      3. 頻率范圍:指?jìng)鞲衅髂軌驕?zhǔn)確測(cè)量的振動(dòng)頻率范圍。
      4. 橫向靈敏度:衡量傳感器在非指定方向上的響應(yīng)能力,通常以百分比表示。
      5. 加速度測(cè)量范圍:指?jìng)鞲衅髂軌驕y(cè)量的最大和最小加速度值。
      6. 工作溫度:傳感器能夠正常工作的溫度范圍。
      7. 電源需求:傳感器工作時(shí)所需的電流和電壓。
      8. 重量:傳感器的物理重量,對(duì)于安裝和使用場(chǎng)合的選擇有一定影響。

      綜上所述,壓電式振動(dòng)加速度傳感器是一種高精度、高可靠性的傳感器,在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景,如工程測(cè)振、地質(zhì)勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析等。

      關(guān)鍵詞:


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