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认识压电式加速度传感器

压电式加速度传感器又称压电加速度计,是一种无源传感器,属于惯性式传感器。某些晶体在一定方向上受力变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷,当被新葡萄京官网网址动频率远低于加速度计的固有频率(谐振频率)时,则力的变化与被测加速度成正比,当外力去除后,又重新恢复到不带电状态,这种现象称为“压电效应”,具有“压电效应”的晶体称为压电晶体。例如石英、压电陶瓷等。

压电式加速度计的结构和安装压电式加速度计的结构形式

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常用的压电式加速度计的结构形式如图。S是弹簧,M是质量块,B是基座,P是压电元件,R是夹持环。图a是中央安装压缩型,压电元件一质量块—弹簧系统装在圆形中心支柱上,支柱与基座连接。这种结构有高的共振频率。然而基座B与测试对象连接时,如果基座B有变形则将直接影响拾振器输出。此外,测试对象和环境温度变化将影响压电元件,并使预紧力发生变化, 易引起温度漂移。图c为三角剪切形,压电元件由夹持环将其夹牢在三角形中心柱上。加速度计感受轴向振动时,压电元件承 受切应力。这种结构对底座变形和温度变化有极好的隔离作用,有较高的共振频率和良好的线性。图b为环形剪切型,结构简单,能做成极小型、高共振频率的加速度计,环形质量块粘到装在中心支柱上的环形压电元件上。由于粘结剂会随温度增高而变软,因此最高工作温度受到限制。

在现代生产生活中,压电式加速度传感器被应用于许许多多的方面,如手提电脑的硬盘抗衰保护、目前用的数码相机和摄像机中根据拍摄时候的手部的振动加速度传感器,自动帮助相机调节聚焦的加速度传感器。压电加速度传感器还应用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面。

由新葡萄京官网网址公司生产的YD9700三轴振动变送器,在压电加速度传感器的基础上经过专业化高精度设计,内部嵌入精密积分电路。与传统磁电式相比,由于采用压电晶体作为敏感原件,内部无移动部件,不会发生退化和磨损,且频率响应范围宽,机械运动部件不容易损坏,动态特性优良,抗干扰能力强,可长期可靠工作,适用于工业现场各种恶劣环境下测量轴承箱体、壳体或结构的绝对(相对于自由表面)振动。

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该型产品在旋转机械的振动故障监测、工程地质、地震监测、高层建筑和大型结构的振动、模态分析、交通桥梁、科研、教学领域的振动速度均有着广泛的应用和测量前景。


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