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一文了解壓電式加速度傳感器的工作原理和應(yīng)用

加速度傳感器從原理上分為MEMS加速度傳感器、IEPE加速度傳感器、電荷加速度傳感器、壓阻式加速度傳感器等；

本文下文將介紹壓電式加速度傳感器:

一、什么是壓電原理

壓電現(xiàn)象是一種材料在受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)產(chǎn)生電勢(shì)的一種能力，這表現(xiàn)為會(huì)通過(guò)晶體點(diǎn)陣分離出電荷的形式；

如果材料不短路，產(chǎn)生的電荷會(huì)在材料表面引起電壓；這個(gè)詞來(lái)自希臘字piezien，這意味著擠或壓。

二、壓電式加速度傳感器

1、傳感器設(shè)計(jì)

所有壓電器件的有源元件是一塊壓電材料，有基于各種晶體切割和材料的許多不同傳感器設(shè)計(jì)通常有下面2種:

? 電壓模式(不同的叫法：IEPE, LIVM, ICP, Piezotron, Isotron)；

? 電荷模式可以分為三軸加速度傳感器，三軸加速度傳感器；

2、什么叫壓電式傳感器

傳感器把某種能量表現(xiàn)形式轉(zhuǎn)為另外一種，在這種情況下壓電式傳感器是把機(jī)械量轉(zhuǎn)為電子量的一種形式；

? 壓電傳感器的前綴“piezo”就是希臘詞，意思是壓；

? 當(dāng)有力施加在材料上就會(huì)產(chǎn)生電荷，就顯示為壓電效應(yīng)；

3、電壓模式（IEPE）傳感器輸入/輸出特色

? 輸入:18–24直流電壓, 2-20mA恒流源

如果輸入超出上面的參數(shù)范圍，會(huì)極容易損壞傳感器;

? 輸出:電壓值比例于加速度或振動(dòng)值

備注：IEPE或電壓模式的傳感器都是2線制（即是信號(hào)和供電同一根線，和地線）;

4、IEPE加速度傳感器頻率響應(yīng)

? 低頻響應(yīng)是由傳感器確定的

? 廠家已設(shè)置好不能更改

? 在生產(chǎn)的時(shí)候能被改變

? 高頻響通常是高的固有頻率

? 濾波或信號(hào)調(diào)理儀會(huì)影響傳感器的頻率響應(yīng)

? 高靈敏度傳感器通常都是低的固有頻率

? 低靈敏度傳感器通常都是高的固有頻率

5、加速度傳感器安裝方式

? 螺栓安裝，宜高頻率響應(yīng)

? 膠水粘貼底座安裝，較好的頻率響應(yīng)

? 磁座安裝方便，有限的頻率響應(yīng)

? 磁座安裝于環(huán)氧化物上，磁座安裝辦法

6、不同安裝方式的加速度傳感器頻響效果

三、壓電式加速度傳感器產(chǎn)品應(yīng)用

? 環(huán)境測(cè)試實(shí)驗(yàn)室

? 汽車測(cè)試及NVH

? 模態(tài)和結(jié)構(gòu)分析

? 監(jiān)控系統(tǒng)和狀態(tài)檢修

? 飛行試驗(yàn)

? 發(fā)動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)間，高溫

? 工業(yè)機(jī)械狀態(tài)檢修

? 電子設(shè)備/信號(hào)調(diào)理

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