常用的壓電加速度傳感器的結(jié)構(gòu)就是:彈簧,質(zhì)塊,基座,壓電元件,夾持環(huán)。壓電元件—質(zhì)量塊—彈簧系統(tǒng)裝在圓形中心支柱上,支柱以及基座連接。這種結(jié)構(gòu)有高的共振頻率。然而在基座與測(cè)試對(duì)象連接時(shí),如果基座有變形則將直接影響拾振器輸出。除此以外,測(cè)試對(duì)象以及環(huán)境溫度變化將影響壓電元件,而且使預(yù)緊力發(fā)生變化,易引起溫度漂移。壓電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。壓電加速度傳感器感受軸向振動(dòng)時(shí),壓電元件承受切應(yīng)力。這類(lèi)型結(jié)構(gòu)對(duì)底座變形和溫度變化有極好的隔離作用,有非常高的共振頻率以及良好的線性。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。因?yàn)檎辰Y(jié)劑會(huì)隨溫度增高而變軟,所以最高工作溫度受到限制。
壓電加速度傳感器的使用上限頻率取決于幅頻曲線中的共振頻率,一般的小阻尼(z<=0.1)的壓電加速度傳感器,上限頻率若取為共振頻率的1/3,就可以保證幅值誤差低于1dB(即12%);如果取為共振頻率的1/5,則可保證幅值誤差小于0.5dB(即6%),相移小于30。但共振頻率與壓電加速度傳感器的固定狀況有關(guān),壓電加速度傳感器出廠時(shí)給出的幅頻曲線是在剛性連接的固定情況下得到的。實(shí)際在使用的固定方法往往難于達(dá)到剛性連接,因此共振頻率以及使用上限頻率都會(huì)有所下降。這當(dāng)中采用鋼螺栓固定,是使共振頻率能達(dá)到出廠共振頻率的最好方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔,以免引起基座變形,影響壓電加速度傳感器的輸出。在安裝面上涂一層硅脂可增加不平整安裝表面的連接可靠性。需要絕緣時(shí)可用絕緣螺栓和云母墊片來(lái)固定壓電加速度傳感器,不過(guò)墊圈應(yīng)盡量簿。用一層簿蠟把壓電加速度傳感器粘在試件平整表面上,也可以用在低溫(40℃以下)的場(chǎng)合。手持探針測(cè)振方法,在多點(diǎn)測(cè)試時(shí)使用的時(shí)候特別方便,不過(guò)測(cè)量誤差較大,重復(fù)性差,使用上限頻率一般不高于1000Hz。用專(zhuān)用永久磁鐵固定壓電加速度傳感器,使用方便,多在低頻測(cè)量中使用。此法也可使壓電加速度傳感器與試件絕緣。用在硬性粘接螺栓或粘接劑的固定方法也長(zhǎng)使用。還有種典型的壓電加速度傳感器采用上述各種固定方法的共振頻率分別就是:鋼螺栓固定法31kHz,云母墊片28kHz,涂簿蠟層29kHz,手持法2kHz,永久磁鐵固定法7kHz。
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