BVM-PC-50壓電加速度傳感器
一、簡介
我公司生產的BVM-PC系列壓電加速度傳感器結構先進,品種齊全。可以滿足頻率范圍0.1Hz-20kHz,量程范圍0.00005g-30000g的振動與沖擊測量的使用要求;有著與國外產品相近的技術指標和環境特性指標;可方便地與我公司生產的全系列產品及國內外同類儀器配接;產品出廠前均經過老化處理及嚴格的檢驗,可靠性高。
二、工作原理及其內部結構形式
1.工作原理 壓電加速度傳感器是一種機電換能器,內部主要由敏感質量和壓電元件組成。它利用壓電元件---壓電陶瓷、壓電石英等的壓電效應:當壓電加速度傳感器受到振動加速度a后,壓電元件的兩面會受到與振動加速度成正比的力F,由F = ma ,當質量m一定時,力F就只與加速度a成正比。根據“壓電效應”原理,壓電加速度傳感器就產生了一個與振動加速度成正比的電荷Q。所以當壓電加速度傳感器感受加速度后,即輸出與加速度成正比的電荷量。 壓電加速度傳感器等效于一個電荷源和一只電容器并聯,其等效電路如圖1所示。其中:Ca—加速度傳感器電容,Ra—加速度傳感器漏電阻。因為Ra→∞,在計算中可以忽略不計,則:UO = Q /Ca 。
壓電加速度傳感器承受單位加速度能輸出電荷量的多少,稱其為電荷靈敏度,單位是pC/ms-2(微微庫侖/米· 秒-2),工程上常用重力加速度g為加速度單位,(1g = 9.80665ms-2)。 壓電加速度傳感器的靈敏度SQ和電壓靈敏度SV兩種表示法。它們間的換算關系是:SV = SQ /Ca 。 通常加速度傳感器的靈敏度是在振動臺上校準和標定的。 2.內部結構形式 基座隔離中心壓縮:換能元件采用“硬性”壓電陶瓷,受大加速度信號后回零性和幅值線性好,電纜連于傳感器基座上,避免了大加速度信號引起的接插不良等弊端。是為測量沖擊和大振動量級而專門設計的傳感器。 三、主要技術指標BVM-PC系列壓電加速度傳感器主要技術指標符合JJG 233-96《壓電加速度計檢定規程》的要求。其主要技術指標見表1,環境特性指標見表2。 BVM-PC系列壓電加速度傳感器主要技術指標 頻率范圍:0.5Hz - 5KHz 量程:±2000g 靈敏度:50pC/g 溫度:-40℃ - 120℃ 尺寸:20×39mm 重量:35克 安裝方式:M5螺孔 電氣接口:TNC 四、使用注意事項 1. 傳感器的選配: (1)體積、重量:傳感器作為被測物體的附加質量,必然會影響其運動狀態。因此要求傳感器的質量ma遠小于被測物體傳感器安裝點的動態質量m ,對于有些被測構件雖然作為一個整體質量很大,但是在傳感器安裝的局部,例如一些薄壁結構,傳感器的質量已經可以與結構局部質量相比擬,將會使結構的局部運動狀態受到影響。在這種情況下,要求傳感器體積和重量都盡可能小。 由于傳感器質量的影響,會使被測構件的振動加速度a降低,其降低的加速度Δa可用下式估算:△a = a [ 1-m /( ma+m ) ]。 (2)安裝諧振頻率:傳感器用戶手冊給出的上限頻率為+10%頻響,大約為安裝諧振頻率的1/3。如果要求上限頻率誤差為+5%,大約為安裝諧振頻率的1/5。 (3)靈敏度:在滿足頻響和量程要求的條件下, 越大越好,這樣可降低信號調理器的增益(采用×1即可),提高系統的信噪比。 2. 傳感器的安裝: 以單軸為例,側端輸出外形如下頁圖2所示,頂端輸出外形如下頁圖3所示:
傳感器與被測試件接觸的表面要清潔,平滑,不平度應小于0.01mm,安裝螺孔軸線與測試方向一致。如安裝表面較粗糙時,可在接觸面上涂些清潔的硅脂,以改善耦合。測量沖擊時,由于沖擊脈沖具有很大的瞬態能量,故傳感器與結構的連接必須十分可靠,最好用鋼螺釘。如現場環境需單點接地,以避免地電回路噪聲對測量的影響,請采取使加速度傳感器與構件絕緣的安裝措施,或選用能滿足試驗要求的其本身結構對地絕緣的加速度傳感器。 (1)螺釘安裝:每只壓電加速度傳感器出廠時配有一只安裝螺釘,用它將加速度傳感器和被測試物體固定即可。M5安裝螺釘推薦安裝力矩 20Kgf.cm。 (2)磁力安裝座連接:磁力安裝座分對地絕緣和對地不絕緣兩種。在低頻小加速度測試試驗中,如被測物為鋼鐵結構,且不宜鉆安裝螺孔的試驗件(如機床、發動機等),磁力安裝座提供了一種方便的傳感器安裝方法。但在加速度超過200g,溫度超過150℃時不宜采用。 (3)可用多種膠粘劑粘接:膠接面要平整光潔,并需按膠接工藝清洗膠接面。對大加速度的測量,請計算膠接強度。 五、附件及隨機文件 1.安裝螺釘 1個 2.檢定證書 1份
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