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加速度傳感器介紹及其應(yīng)用
接觸過傳感器的朋友應(yīng)該都知道，其種類之多、應(yīng)用之廣。下面我主要是針對振動傳感器中的壓電型加速度傳感器進(jìn)行解說。
1、原理
壓電元件是受到慣性力F后產(chǎn)生電荷的功能材料，產(chǎn)生的電荷量見下記公式①。
壓電型加速度傳感器的基本結(jié)構(gòu)是將一定質(zhì)量m的壓電元件和基座一起，作用于壓電元件上的慣性力F和加速度傳感器的加速度α，由牛頓第二定律（見下記公式②）同公式①結(jié)合得出公式③。此時(shí)，由于d，m一定（d為壓電常數(shù)），產(chǎn)生的電荷Q與加速度α成正比關(guān)系。
①Q(mào)=d?F (d：壓電常數(shù))
②F=m?α
③Q=d?m?α
2、結(jié)構(gòu)和特征
內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有下記3種：壓縮型、剪切型、撓曲型
主要特點(diǎn)：
1）靈敏度高，體積小
2）帶域?qū)?，從低頻到高頻都能檢測
3）測定范圍寬，從微弱振動到大的加速度都能檢測
4）機(jī)械強(qiáng)度好
5）環(huán)境適應(yīng)性好
6）不需電源（除內(nèi)置放大器型號外）
3、主要分類
壓電型加速度傳感器主要分為兩大類：電流輸出型和電壓輸出型(也叫內(nèi)置放大器型)。
下面分別介紹這兩款的振動檢測系統(tǒng)。
①電流輸出型加速度傳感器（外置放大器型） 其輸出的是高阻抗的電流信號，在傳輸給測量儀器前需要連接使用電流放大器，將其轉(zhuǎn)換為低阻抗的電壓信號。
電流放大器是一種線性放大器，通常為兩線輸出形式，即采用恒電流電壓源供電。
需要注意一點(diǎn)：在連接傳感器和電流放大器時(shí)，必須使用低噪聲電纜。
②電壓輸出型加速度傳感器（內(nèi)置放大器型）
某些加速度傳感器內(nèi)置了放大器，可以將傳感器的信號轉(zhuǎn)換為低阻抗的電壓信號，因此無須外接電流放大器。
但也需注意一點(diǎn)：此時(shí)需采用恒流源供電，通常電流為0.5到5毫安，15伏到25伏至直流電壓。
4、應(yīng)用領(lǐng)域
我們周圍有各種各樣的振動，加速度傳感器都可以應(yīng)用到如下領(lǐng)域：
1）各種設(shè)備異常振動的監(jiān)測和設(shè)備診斷
2）產(chǎn)品振動特性研究、可靠性試驗(yàn)及出廠檢驗(yàn)
3）不平衡振動測定
4）大型建筑物的抗震性研究
5）空調(diào)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況監(jiān)測
6）振動危害調(diào)查
7）管道、閥門泄露檢測
8）產(chǎn)品運(yùn)輸時(shí)的振動沖擊檢測
9）車輛駕駛特性研究
10）體育用品開發(fā)
11）醫(yī)療領(lǐng)域
12）各類探測器的使用
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