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加速度传感器的选型、安装、排障(典藏)

时间:10-29 来源:传感器技术 点击:

因为该传感器动态范围±5Vp,如测量100g,则用50mV/g的加速度计,其余以此类推。

内置电路的优势是低价位,抗干扰好,可长线使用,但它的耐高温、可靠性不如电荷输出产品,且动态范围也因输出电压和偏置电压的作用而受到限制。

测量轴数量

对于多数项目来说,两轴的加速度传感器已经能满足多数应用了。对于某些特殊的应用,比如UAV,ROV控制,三轴的加速度传感器可能会适合一点。

三轴加速度传感器可以实现双轴正负90度或双轴0-360度的倾角,通过校正后期精度要高于双轴加速度传感器大于测量角度为60度的情况。

三轴加速度传感器具有体积小和重量(gm)轻特点,可以测量空间加速度,能够全面准确反映物体的运动性质,在航空航天、机器人、汽车和医学、消费电子等领域得到广泛的应用。

外部环境的影响

某些测试现场的环境较为恶劣,考虑的因素较多,如防水、高温、安装位置、强磁电场及地回路等,均会给测量带来极大的影响。

防水:

防水有两个概念,浅层防水和深层防水,尤以深层防水为难,如三峡工程永久船闸闸门的振动监测,水深近百米,它涉及地回路干扰、高压渗水、导线防护、长期可靠性等诸多问题。

温度影响:

温度改变而引起传感器输出变化是由压电材料(敏感芯体)特性所造成的。 传感器输出与温度间并不呈线性变化,一般说低温时的输出变化比高温时的要大。另因为各传感器的温度响应很难保持一致,所以实际使用中传感器的输出一般很少用温度系数进行修正。

需要特别指出温度变化有稳态和瞬态两种,传感器输出灵敏度随温度变化通常是指稳态高低温度状态对信号输出的影响。瞬态温度变化对传感器输出的影响主要表现在低频测量中。

多数厂商给出的温度范围为可用值,而不是高温状况的灵敏度,实际上,高温时灵敏度偏差较大,特殊用户应向厂商索取专用的高温时的灵敏度指标,灵敏度指标是保证测试准确的关键。

位置限制:

加速度计永久安装在现场会受到人为碰撞,应选择工业型产品,在加速度计外加装防护罩,这可同时起绝缘、防尘的作用,对出线方向有要求也应向厂商提出,对于不能触及的部位,可用手持式加速度计(带长探针)。

绝缘、地回路及磁电场辐射:

为了克服多点接地产生地回路电流影响测试,可以选用浮地或绝缘传感器。没有特殊要求且干扰不大的工况,可用绝缘型加速度计。而永久型监测或干扰大的工况则应采用浮地型。这二种命名的区别在于绝缘型传感器的外壳为信号地,底座采取绝缘方法,而浮地型产品的外壳为屏蔽层,要采取三线方式。

声波和磁场对传感器的作用而引起的信号输出的大小与传感器灵敏度的比值被称作为压电传感器的声灵敏度和磁灵敏度。最直接减小传感器声灵敏度的方法是增加传感器外壳的厚度,绝大多数传感器的这一指标都能满足通常的测量条件。为降低传感器磁灵敏度最直接的措施是金属零部件尽量采用无磁或弱磁的材料,另外双层屏蔽壳结构形式也能较好地减小传感器的磁灵敏度。

附加质量:

在振动结构上安装的加速度计的质量只要小于结构自身质量的1/10即可,认为对被测信号无大影响。

配套仪器

压电类加速度计如是电荷输出,可与任何一种高阻输入的电荷放大器或具有电荷前置功能的采集器相配,电荷放大器种类较多,有单台、多路、积分、准静态,这都要根据测量要求进行选择。

也有特例,如直接将压电传感器的输出信号接入具有一定高阻性能的三次仪表(如示波器),同样可测得信号,但因阻抗匹配不够,只能是定性了解动态状况。

ICP型内置式加速度计专门有恒流适配器,一台仪器可供多只加速度计的恒流供电及信号输出。部分数据采集仪器也自带恒流功能,可直接与ICP传感器配用。

普通电荷输出型传感器如与具有恒流输出的数据采集器配套,可采用JM3861恒流适调器。

双电源加速度计可由采集器提供双电源或用双路直流稳压电源供电。

加速度传感器的安装

用加速度计进行测量,为使数据准确和使用方便,可使用多种方法安装,这有几种,供大家选择应用。

1. 螺钉安装

使用螺钉安装,它的使用频率响应可近似原标定的频率响应,且称刚性安装。螺钉安装是在允许打孔的被测物上沿振源轴线方向打孔攻丝。

2. 粘接安装

在被测物体不允许钻孔时,可使用各种粘接剂,如"502"、环氧树脂胶、双面粘胶带、橡皮泥。应注意,前二种方法的使用频率接近刚性安装方法,后两种一般用于低频现场,且会使被测频率大大降低。粘接方法不适合冲击测量。

3. 磁座

磁座的优点是不

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