壓電振動(dòng)傳感器

拓芯電子TX9系列壓電振動(dòng)傳感器

壓電式振動(dòng)傳感器：是一種無(wú)源傳感器，屬于慣性式傳感器。利用壓電晶體，如石英晶體、壓電陶瓷等的“壓電效應(yīng)”：在振動(dòng)傳感器感受到振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。壓電晶體受力變形后，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率（諧振頻率）時(shí)，則力的變化與被測(cè)加速度成正比。因此，隨著全球物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性發(fā)展階段，傳感器制造產(chǎn)業(yè)將受益于物聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)。當(dāng)外力去除后，又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“壓電效應(yīng)”，具有“壓電效應(yīng)”的晶體稱(chēng)為壓電晶體。

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傳感器分類(lèi)

拓芯電子TX9系列傳感器

在這主要介紹兩種分類(lèi)，一類(lèi)是有源與無(wú)源，另一類(lèi)是隔離與非隔離。

有源傳感器是指將傳感器將非電能量轉(zhuǎn)化為電能量輸出，只轉(zhuǎn)化能量本身，并不轉(zhuǎn)化能量信號(hào)的傳感器，也稱(chēng)為能量轉(zhuǎn)換性傳感器或換能器。因而，這類(lèi)傳感器工作時(shí)需要外部能量源激勵(lì)，如激勵(lì)電壓，才能正常工作。由于需要進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，因而，傳感器內(nèi)部封裝了電子元器件，測(cè)量過(guò)程中會(huì)帶來(lái)噪聲。無(wú)線傳感器的布網(wǎng)方式網(wǎng)狀拓?fù)涫侵競(jìng)鞲衅骺梢员M可能多的連接到鄰近節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。這類(lèi)傳感器如ICP型（也稱(chēng)為IEPE型）加速度度傳感器，零頻加速度傳感器等。

無(wú)源傳感器是指不需要使用外接電源就能正常工作的傳感器，且可以通過(guò)外部獲取到無(wú)限制的能源。這類(lèi)傳感器對(duì)測(cè)量系統(tǒng)無(wú)噪聲影響，或者影響很小，如應(yīng)變片（花）、壓電式傳感器等。

隔離傳感器是指?jìng)鞲衅髋c待測(cè)結(jié)構(gòu)之間相隔離，電流不能在二者之間流通。隔離傳感器從電氣角度與被測(cè)結(jié)構(gòu)相分離，如應(yīng)變片（花）通常與被測(cè)結(jié)構(gòu)是相隔離的。傳感器實(shí)現(xiàn)隔離的通常做法是在傳感器底部安裝了隔離器件，使電流不能流通

非隔離傳感器是指?jìng)鞲衅髋c被測(cè)結(jié)構(gòu)之間無(wú)隔離，電流可以在二者之間進(jìn)行流通。這類(lèi)傳感器像熱電偶，某些加速度傳感器等。這類(lèi)非隔離的傳感器通常要求采用浮地或隔離地線，以避免接地循環(huán)。如果傳感器自身不隔離，用戶(hù)可以自行使用電氣隔離器件實(shí)現(xiàn)隔離，這類(lèi)器件如云母片、玻璃片和環(huán)氧樹(shù)脂等。比方在NVH領(lǐng)域，基本的振動(dòng)噪聲測(cè)量，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，則屬于這一類(lèi)問(wèn)題。當(dāng)對(duì)處于工作狀態(tài)下的待測(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，推薦使用“隔離”傳感器。

振動(dòng)傳感器安裝

振動(dòng)傳感器安裝方式

1. 螺釘安裝

使用螺釘安裝，它的使用頻率響應(yīng)可近似原標(biāo)定的頻率響應(yīng)，且稱(chēng)剛性安裝。螺釘安裝是在允許打孔的被測(cè)物上沿振源軸線方向打孔攻絲。

2. 粘接安裝

在被測(cè)物體不允許鉆孔時(shí)，可使用各種粘接劑，如“502”、環(huán)氧樹(shù)脂膠、雙面粘膠帶、橡皮泥。應(yīng)注意，前二種方法的使用頻率接近剛性安裝方法，后兩種一般用于低頻現(xiàn)場(chǎng)，且會(huì)使被測(cè)頻率大大降低。粘接方法不適合沖擊測(cè)量。

3. 磁座

磁座的優(yōu)點(diǎn)是不破壞被測(cè)物體，移動(dòng)方便。但是應(yīng)考慮用磁座測(cè)試會(huì)使振動(dòng)傳感器的使用頻率響應(yīng)有所下降，可能低于三分之一。使用時(shí)應(yīng)先在被測(cè)物上安裝磁座，再擰上傳感器，或者將二者輕輕吸附于被測(cè)物上。沖擊狀態(tài)會(huì)使傳感器產(chǎn)生電荷積累，影響測(cè)試精度。