傳(chuan) 感器的靈敏度,低頻噪聲特性和動態響應範圍
用於(yu) 低頻測量的傳(chuan) 感器一般要求有比較高的靈敏度以滿足低頻小信號的測量。但靈敏度的增加往往是有限的。雖然加速度傳(chuan) 感器靈敏度是能達到10V/g或更高,但是靈敏度高往往帶來其他的負麵效應,比如傳(chuan) 感器的穩定性,抗過載能力,以及對周邊環境幹擾的敏感性。因此追求過高靈敏度並不一定能解決(jue) 微小信號的測量,相反高分辨率和低噪聲的傳(chuan) 感器在工程應用中往往更容易解決(jue) 實際問題。所以選用具有低電噪聲的傳(chuan) 感器在低頻測量中尤為(wei) 重要。
為(wei) 了表明傳(chuan) 感器所能測量的最小信號大部分商業(ye) 化的加速度計也都提供分辨率或電噪聲指標。國內(nei) 絕大部分傳(chuan) 感器的寬帶電噪聲指標一般都標為(wei) 20μV,而BW-sensor的寬帶電噪聲指標已降低到10μV。然而對低頻小信號測量來說,僅(jin) 提供寬頻帶的電噪聲並不能完全反映傳(chuan) 感器在低頻範圍內(nei) 加速度測量的分辨率;這是因為(wei) 由內(nei) 置電路引起的低頻噪聲大小與(yu) 頻率的倒數成正比,即所謂1/f噪聲,當測量頻率很低時傳(chuan) 感器的電噪聲輸出按指數幅度增長。所以傳(chuan) 感器的低頻電噪聲的數值與(yu) 寬帶電噪聲指標是完全不同的而且頻率越低這種差別越明顯。因此用於(yu) 甚低頻測量的傳(chuan) 感器其分辨率常用傳(chuan) 感器輸出電噪聲的功率譜密度表示。此指標的實用意義(yi) 是傳(chuan) 感器在特定頻率下的噪聲大小,其單位是一般用μV/√Hz或μg/√Hz來表示。BW-sensor內(nei) 置電路電噪聲功率譜密度的典型值為(wei) 3μV/√Hz@10Hz。
傳(chuan) 感器的瞬態溫度響應對低頻測量的影響
由於(yu) 壓電陶瓷的特性,壓電式加速度計對溫度的突然變化都會(hui) 產(chan) 生不同程度的電荷輸出。傳(chuan) 感器的瞬態溫度響應指標就是衡量傳(chuan) 感器對溫度變化的敏感程度。這對低頻測量尤為(wei) 重要。由於(yu) 低頻測量的信號很小,而傳(chuan) 感器因環境溫度變化極可能產(chan) 生與(yu) 低頻振動信號相當的誤差;這兩(liang) 種信號在甚低頻範圍內(nei) 很難區分,因此如何減小環境溫度變化對傳(chuan) 感器輸出的影響在低頻測量中顯得非常重要。傳(chuan) 感器的瞬態溫度響應指標單位是g/oC,表示瞬態溫度每變化一度所相當的加速度輸出,其值是通過電壓(電荷)輸出和傳(chuan) 感器靈敏度之間的換算得到的。
傳(chuan) 感器的瞬態溫度響應是由壓電材料直接導致的,因此壓電陶瓷對由溫度突變所致的電荷輸出大小決(jue) 定了這一指標的好壞。BW-sensor選用目前國外綜合性能指標最好的壓電陶瓷並結合記憶金屬製成的用於(yu) 低頻測量的加速度傳(chuan) 感器經國防兵器、航天和大型結構多年的使用驗證了傳(chuan) 感器具有優(you) 越的低頻輸出穩定性和抗幹擾性能。實際甚低頻測量中,為(wei) 了減低環境溫度變化對傳(chuan) 感器低頻信號輸出的影響,傳(chuan) 感器的外殼盡可能采用隔熱保護套。
傳(chuan) 感器的安裝基座和基座應變對測量的影響
由於(yu) 低頻測量傳(chuan) 感器對高頻響應的要求不高因此傳(chuan) 感器使用任何種安裝方式一般都能滿足要求。但需要注意兩(liang) 個(ge) 問題,其一是傳(chuan) 感器應盡量考慮使用絕緣底座以避免任何由對地回路引起的噪聲影響測量信號。其二是應考慮傳(chuan) 感器安裝處的被測結構應變對傳(chuan) 感器輸出的影響,即傳(chuan) 感器應變靈敏度大小。剪切結構形式的壓電加速度傳(chuan) 感器具有良好的基座應變特性,一般都能滿足通常的低頻結構測試。如果結構應變過大對傳(chuan) 感器的測量信號有影響,可通過減小傳(chuan) 感器與(yu) 被測結構之間的接觸麵積來降低結構應變對傳(chuan) 感器測量帶來的影響。
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