振动试验基础：加速度传感器介绍

如果说振动控制仪是振动试验系统的大脑，那么加速度传感器就是人体的感官部分。本文主要介绍电荷型加速度传感器的原理和使用方法。

※振动领域常用传感器

加速度：压电型（电荷输出型或电压输出型IEPE）、动电型等。

速度：激光测定器等。

位移：LVDT（Linear Variable　Differential　Transformer）、Laser等。

频率响应特性：加速度传感器 > 速度传感器 > 位移传感器（原因：相位关系），所以振动试验机系统多采用加速度传感器。

※电荷输出型加速度传感器

构造：

原理：Q（电荷量） = C（电容） × V（电压）

压力（F=mA）作用，压敏材料上产生电荷，对应电荷，输出电压变化。

常见电荷型加速度传感器：

※加速度传感器质量要求

必须保证测定物质量的1/10以下。

※加速度传感器频率使用范围

避开传感器的共振点，使用直线形区域。

在低频区域（1-5Hz）尤其要注意，由于频率响应特性的缘故，测得的加速度会有一定的偏差，对反馈控制有较大影响。也许这就是振动台厂家的设备产品目录中设备频率使用范围都是从5Hz开始标注的缘故吧。另外还要注意环境对传感器灵敏度的影响，比如，温度、湿度、电磁干扰等，别篇叙述。

※加速度传感器的固定要求

①用手测  ②磁铁（2点吸附）  ③磁铁（平面吸附）  ④垫片胶水粘贴  ⑤胶水粘贴  ⑥螺丝固定

上图中，可以看出采用螺丝固定是最好的，但是由于实际情况，一般振动试验，能提供螺丝固定的螺孔基本上没有，所以通常采用胶水（502胶水等）粘贴或垫片（绝缘地线）胶水粘贴传感器。

※加速度传感器的使用方法

※加速度传感器的重要参数

灵敏度、最大测定加速度、电容等。

例：

加速度传感器型号：2353B、灵敏度：0.209pC/（m/s²）

传感器电容： 890pF，

加速度500m/s²振动时，输出的电压是多少？

（传感器低噪声电缆的电容已忽略。）

Q=0.209×500=104.5[pC]

V=Q/C=104.5/890=0.11742[V]= 11.742[mV]

※前置功放（电荷放大器）

将加速度传感器的电荷输出电压（mV级别）转换，通过增幅放大到±V级的电压信号，输出给振动控制仪。

电压输出型（IEPE or ICP）加速度传感器也经常应用，稳定可靠，直接电压输出。内部含有微电子电路，受温度和湿度的影响比较大，一般使用上限在+125℃左右，建议在常温下采用。在三综合试验中，尤其需要特别注意试验条件的温度。

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