認(rèn)識(shí)壓電式加速度傳感器
壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計(jì),是一種無(wú)源傳感器，屬于慣性式傳感器。某些晶體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)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷,當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率（諧振頻率）時(shí)，則力的變化與被測(cè)加速度成正比，當(dāng)外力去除后，又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”，具有“壓電效應(yīng)”的晶體稱為壓電晶體。例如石英、壓電陶瓷等。
壓電式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)和安裝壓電式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)形式
常用的壓電式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)形式如圖。S是彈簧，M是質(zhì)量塊，B是基座，P是壓電元件，R是夾持環(huán)。圖a是中央安裝壓縮型，壓電元件一質(zhì)量塊—彈簧系統(tǒng)裝在圓形中心支柱上，支柱與基座連接。這種結(jié)構(gòu)有高的共振頻率。然而基座B與測(cè)試對(duì)象連接時(shí)，如果基座B有變形則將直接影響拾振器輸出。此外，測(cè)試對(duì)象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并使預(yù)緊力發(fā)生變化， 易引起溫度漂移。圖c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。加速度計(jì)感受軸向振動(dòng)時(shí)，壓電元件承 受切應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)對(duì)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。圖b為環(huán)形剪切型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計(jì)，環(huán)形質(zhì)量塊粘到裝在中心支柱上的環(huán)形壓電元件上。由于粘結(jié)劑會(huì)隨溫度增高而變軟，因此最高工作溫度受到限制。
在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中，壓電式加速度傳感器被應(yīng)用于許許多多的方面，如手提電腦的硬盤抗衰保護(hù)、目前用的數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)中根據(jù)拍攝時(shí)候的手部的振動(dòng)加速度傳感器，自動(dòng)幫助相機(jī)調(diào)節(jié)聚焦的加速度傳感器。壓電加速度傳感器還應(yīng)用于汽車安全氣囊、防抱死系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)等安全性能方面。
由我公司生產(chǎn)的YD9700三軸振動(dòng)變送器，在壓電加速度傳感器的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)專業(yè)化高精度設(shè)計(jì)，內(nèi)部嵌入精密積分電路。與傳統(tǒng)磁電式相比，由于采用壓電晶體作為敏感原件，內(nèi)部無(wú)移動(dòng)部件，不會(huì)發(fā)生退化和磨損，且頻率響應(yīng)范圍寬，機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件不容易損壞，動(dòng)態(tài)特性優(yōu)良，抗干擾能力強(qiáng)，可長(zhǎng)期可靠工作，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種惡劣環(huán)境下測(cè)量軸承箱體、殼體或結(jié)構(gòu)的絕對(duì)（相對(duì)于自由表面）振動(dòng)。
該型產(chǎn)品在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)故障監(jiān)測(cè)、工程地質(zhì)、地震監(jiān)測(cè)、高層建筑和大型結(jié)構(gòu)的振動(dòng)、模態(tài)分析、交通橋梁、科研、教學(xué)領(lǐng)域的振動(dòng)速度均有著廣泛的應(yīng)用和測(cè)量前景。
