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淺析PE加速度傳感器的工作原理

更新時間:2022-08-23   點擊次數:1539次
  PE加速度傳感器可用于各種設備的振動測量,相比磁電式速度傳感器頻響更為寬廣、體積更小,是振動測量的選擇。傳感器內裝PE電荷轉電壓電路,隔離的二芯低阻抗電壓輸出,可配接兩芯屏蔽電纜遠距離傳輸,與儀表連接簡單可靠。
  PE加速度傳感器的工作原理是:將質量塊的加速度轉換為其對壓電材料所施加的力,通過測得該力的大小從而換算出加速度的值。測量時,傳感器與被測物剛性固定在一起,當被測物振動時,傳感器與基座也會產生相同的振動。由于質量塊的質量相對較小,而彈簧的剛度相對很大,所以可認為質量塊的慣性很小。因此質量塊感受到與傳感器基座相同的振動,并受到與加速度方向相反的慣性力的作用。于是,質量塊就有一正比于加速度的交變力作用在壓電片上,使其兩個表面產生交變電荷。當振動頻率遠低于傳感器的固有頻率時,傳感器的輸出電荷與作用力成正比,亦即與被測物的加速度成正比。
  由于PE傳感器的輸出量為電荷,因此其后端必須與電荷放大器或電壓放大器連接,才能將電荷信號轉換為電壓信號,此電壓信號經過后級放大、濾波等調理電路即可送入示波器等設備。由于PE傳感器的輸出阻抗較高,易受輸出的電荷信號易受噪聲干擾,因此必須使用特殊的低噪聲電纜。
  PE加速度傳感器的結構組成:兩片壓電片組成了其壓電元件,表面有鍍銀層,中間夾有一金屬片,并焊有輸出引線,另一輸引線直接與基座相連。壓電片上放有一個比重較大的質量塊,并用一硬彈簧或螺栓對其施加預載荷。整個組件封裝在一個金屬殼體內部,基座一般較為厚重且剛度大。

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