高共振頻率的加速計(jì)

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1、會(huì)計(jì)學(xué)1高共振頻率的加速計(jì)高共振頻率的加速計(jì)加速度測(cè)量方法：加速度測(cè)量方法：（1）加速度傳感器加速度傳感器（2）速度或位移傳感器）速度或位移傳感器+微分電路微分電路分類(lèi)（按原理）：分類(lèi)（按原理）：第1頁(yè)/共31頁(yè)加速度測(cè)量原理加速度測(cè)量原理質(zhì)量塊相對(duì)基座的位移與加速度成正比，通過(guò)測(cè)量該質(zhì)量塊相對(duì)基座的位移與加速度成正比，通過(guò)測(cè)量該位移（靈敏度低）或慣性力（靈敏度高）來(lái)測(cè)量加速度位移（靈敏度低）或慣性力（靈敏度高）來(lái)測(cè)量加速度（以慣性式為例）（以慣性式為例）第2頁(yè)/共31頁(yè)加速度測(cè)量原理加速度測(cè)量原理（以慣性式為例）（以慣性式為例）力學(xué)模型如圖所示。圖中力學(xué)模型如圖所示。圖中 y1y1表示殼體絕

2、對(duì)位移；表示殼體絕對(duì)位移；y0質(zhì)量塊的絕對(duì)位移；質(zhì)量塊的絕對(duì)位移；y01表示表示殼體與殼體與 質(zhì)塊的相對(duì)位移。質(zhì)塊的相對(duì)位移。測(cè)試時(shí)，殼體和被測(cè)物體聯(lián)接（用膠接或機(jī)械方法），當(dāng)傳感器外殼跟隨振動(dòng)物體振動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部質(zhì)量塊與外殼之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。適當(dāng)選取傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，所測(cè)結(jié)果將分別反映振動(dòng)問(wèn)題的位移、速度和加速度測(cè)試時(shí)，殼體和被測(cè)物體聯(lián)接（用膠接或機(jī)械方法），當(dāng)傳感器外殼跟隨振動(dòng)物體振動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部質(zhì)量塊與外殼之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。適當(dāng)選取傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，所測(cè)結(jié)果將分別反映振動(dòng)問(wèn)題的位移、速度和加速度第3頁(yè)/共31頁(yè)0110101()0m yycyky20100100112yyyy 20km02c

3、m強(qiáng)迫振動(dòng)解強(qiáng)迫振動(dòng)解為為01sin()myyt其中其中20122200()1()(2)mmyy 0202arctg1()則則20222100()1()(2)mmyy 第4頁(yè)/共31頁(yè)1mmyy11mmyy表明質(zhì)塊和殼體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（輸表明質(zhì)塊和殼體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（輸 出）和基礎(chǔ)的出）和基礎(chǔ)的振動(dòng)（輸入）近乎相等，即表明質(zhì)塊在慣性座振動(dòng)（輸入）近乎相等，即表明質(zhì)塊在慣性座標(biāo)中幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài)標(biāo)中幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài) 作為加速度計(jì)作為加速度計(jì)的條件的條件210()mmyy1201mmyy作為位移計(jì)的條件作為位移計(jì)的條件20222100()1()(2)mmyy 1 1 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) ，即被測(cè)頻率遠(yuǎn)高于傳感器固

4、有頻率時(shí)，即被測(cè)頻率遠(yuǎn)高于傳感器固有頻率時(shí) 2 2 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) ，即被測(cè)頻率遠(yuǎn)低于傳感器固有頻率時(shí)，即被測(cè)頻率遠(yuǎn)低于傳感器固有頻率時(shí) 第5頁(yè)/共31頁(yè)加速度傳感器的工作區(qū)域?yàn)榧铀俣葌鞲衅鞯墓ぷ鲄^(qū)域?yàn)樗俣葌鞲衅鞯墓ぷ鲄^(qū)域?yàn)樗俣葌鞲衅鞯墓ぷ鲄^(qū)域?yàn)?=0要使加速度傳感器的固有頻率要使加速度傳感器的固有頻率 0 0，盡可能大，可以擴(kuò)大測(cè)量，盡可能大，可以擴(kuò)大測(cè)量范圍范圍20km減小減小mm即可實(shí)現(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)第6頁(yè)/共31頁(yè)第7頁(yè)/共31頁(yè)原理圖原理圖壓電晶片壓電晶片引出電極引出電極質(zhì)量塊質(zhì)量塊殼體殼體當(dāng)傳感器與被測(cè)振動(dòng)加速度的當(dāng)傳感器與被測(cè)振動(dòng)加速度的機(jī)件緊固在一起后，傳感器受機(jī)件緊固在一起后，傳感器受

5、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)加速度作用，機(jī)械運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)加速度作用，壓電晶片受到質(zhì)量塊慣性引起壓電晶片受到質(zhì)量塊慣性引起的壓力，其方向與振動(dòng)加速度的壓力，其方向與振動(dòng)加速度方向相反，大小由方向相反，大小由F=maF=ma決定。決定。慣性引起的壓力作用在壓電晶慣性引起的壓力作用在壓電晶片上產(chǎn)生電荷。電荷由引出電片上產(chǎn)生電荷。電荷由引出電極引出，由此將振動(dòng)加速度轉(zhuǎn)極引出，由此將振動(dòng)加速度轉(zhuǎn)換成電量。換成電量。彈簧是給壓電晶片提供預(yù)緊力的，預(yù)緊力不夠，加速度又比較大時(shí)，質(zhì)量塊將與壓電晶片產(chǎn)生敲擊碰撞；預(yù)緊力也不能太大，否則會(huì)引起壓電晶片的非線性誤差1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理第8頁(yè)/共31頁(yè)

6、1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（1 1）壓縮型）壓縮型在圖中，在圖中，S S是彈簧，是彈簧，MM是質(zhì)塊，是質(zhì)塊，B B是基座，是基座，P P是壓電元件。是壓電元件。圖圖a a是中央安裝壓縮型是中央安裝壓縮型，壓電元件，壓電元件質(zhì)量塊質(zhì)量塊彈簧系統(tǒng)裝在圓形中心支柱上，支柱與基座連接。這種結(jié)構(gòu)有高的共振頻率。然而基座彈簧系統(tǒng)裝在圓形中心支柱上，支柱與基座連接。這種結(jié)構(gòu)有高的共振頻率。然而基座B B與測(cè)試對(duì)象連接時(shí)，如果基座與測(cè)試對(duì)象連接時(shí)，如果基座B B有變形則將直接影響拾振器輸出。此外，測(cè)試對(duì)象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并使預(yù)緊力發(fā)生變化，有變形則將直接影響拾振器輸出。

7、此外，測(cè)試對(duì)象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并使預(yù)緊力發(fā)生變化，易引起溫度漂移。易引起溫度漂移。第9頁(yè)/共31頁(yè)1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（1 1）壓縮型）壓縮型第10頁(yè)/共31頁(yè)1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（1 1）壓縮型）壓縮型 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是利用火花塞跳火將混合氣點(diǎn)燃汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是利用火花塞跳火將混合氣點(diǎn)燃,使火焰在混合氣內(nèi)不斷傳播進(jìn)行燃燒。如果恰當(dāng)?shù)貙Ⅻc(diǎn)火時(shí)間提前一些，可使氣缸中汽油與空氣的混合氣體得到充分燃燒，使轉(zhuǎn)矩增大，排污減少，但如果點(diǎn)火時(shí)間過(guò)早或油品質(zhì)不好使火焰在混合氣內(nèi)不斷傳播進(jìn)行燃燒。如果恰當(dāng)?shù)貙Ⅻc(diǎn)火時(shí)間提前一些，可使氣缸中汽油

8、與空氣的混合氣體得到充分燃燒，使轉(zhuǎn)矩增大，排污減少，但如果點(diǎn)火時(shí)間過(guò)早或油品質(zhì)不好,火焰在傳播途中當(dāng)壓力異常升高時(shí)火焰在傳播途中當(dāng)壓力異常升高時(shí),一些部位的混合氣不等火焰?zhèn)鞯揭恍┎课坏幕旌蠚獠坏然鹧鎮(zhèn)鞯?就自己著火燃燒就自己著火燃燒,造成瞬時(shí)爆發(fā)燃燒造成瞬時(shí)爆發(fā)燃燒,由此引起的氣體沖擊波沖擊汽缸壁產(chǎn)生金屬敲擊聲種，這現(xiàn)象稱(chēng)為爆震。由此引起的氣體沖擊波沖擊汽缸壁產(chǎn)生金屬敲擊聲種，這現(xiàn)象稱(chēng)為爆震。爆震引起的主要危害有爆震引起的主要危害有:一是噪音一是噪音,二是振動(dòng)。振動(dòng)很可能使發(fā)動(dòng)損壞，特別是大負(fù)荷條件下這種可能性更大。二是振動(dòng)。振動(dòng)很可能使發(fā)動(dòng)損壞，特別是大負(fù)荷條件下這種可能性更大。第11頁(yè)/共

9、31頁(yè)1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（1 1）壓縮型）壓縮型將振動(dòng)傳感器旋在氣缸的側(cè)壁上。當(dāng)發(fā)生爆震時(shí)，傳感器產(chǎn)將振動(dòng)傳感器旋在氣缸的側(cè)壁上。當(dāng)發(fā)生爆震時(shí)，傳感器產(chǎn)生共振，輸出尖脈沖給汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元生共振，輸出尖脈沖給汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元,進(jìn)而推遲點(diǎn)火時(shí)刻，盡量使點(diǎn)火時(shí)刻接近爆震區(qū)而不發(fā)生爆震。進(jìn)而推遲點(diǎn)火時(shí)刻，盡量使點(diǎn)火時(shí)刻接近爆震區(qū)而不發(fā)生爆震。第12頁(yè)/共31頁(yè)1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（2 2）剪切型）剪切型右圖為環(huán)形剪切型右圖為環(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。，結(jié)

10、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。第13頁(yè)/共31頁(yè)1.1.壓電式加速度傳感器原理壓電式加速度傳感器原理（2 2）剪切型）剪切型右圖為三角剪切形右圖為三角剪切形，壓電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。加速度計(jì)感受軸向振動(dòng)時(shí)，壓電元件承，壓電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。加速度計(jì)感受軸向振動(dòng)時(shí)，壓電元件承 受切應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)對(duì)底座變形和溫度變化有極好的隔離作用，有較高的共振頻率和良好的線性。受切應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)對(duì)底座變形和溫度變化有極好的隔離作用，有較高的共振頻率和良好的線性。第14頁(yè)/共31頁(yè)具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率范圍寬、堅(jiān)固耐用

11、、受外界干擾小以及壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號(hào)不需要任何外界電源等特點(diǎn)，是最為廣泛使用的振動(dòng)測(cè)量傳感器具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率范圍寬、堅(jiān)固耐用、受外界干擾小以及壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號(hào)不需要任何外界電源等特點(diǎn)，是最為廣泛使用的振動(dòng)測(cè)量傳感器 2.2.壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)壓電式加速度傳感器可以做得很小，重量很輕，故對(duì)被測(cè)機(jī)構(gòu)壓電式加速度傳感器可以做得很小，重量很輕，故對(duì)被測(cè)機(jī)構(gòu)的影響就小。的影響就小。壓電傳感器本身的內(nèi)阻抗很高，而輸出的能量又非常微弱，因壓電傳感器本身的內(nèi)阻抗很高，而輸出的能量又非常微弱，因此在使用時(shí)，必須接高輸入阻抗的前置放大器此在使用時(shí)，必須接高輸入阻

12、抗的前置放大器第15頁(yè)/共31頁(yè)2.2.壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)前置放大器前置放大器壓電式傳感器的前置放大器有：電壓放大器和電荷放大器。所用壓電式傳感器的前置放大器有：電壓放大器和電荷放大器。所用電壓放大器電壓放大器就是高輸入阻抗的比例放大器。其電路比較簡(jiǎn)單，但輸出受連接電纜對(duì)地電容的影響，適用于一般振動(dòng)測(cè)量。就是高輸入阻抗的比例放大器。其電路比較簡(jiǎn)單，但輸出受連接電纜對(duì)地電容的影響，適用于一般振動(dòng)測(cè)量。電荷放大器電荷放大器以電容作負(fù)反饋，使用中基本不受電纜電容的影響。在電荷放大器中，通常用高質(zhì)量的元器件，輸入阻抗高，但價(jià)格也比較貴以電容作負(fù)反饋，使用中基本不受電纜電容

13、的影響。在電荷放大器中，通常用高質(zhì)量的元器件，輸入阻抗高，但價(jià)格也比較貴.第16頁(yè)/共31頁(yè)A0CaUUSC電荷放大器原理電路圖電荷放大器原理電路圖iRaqCFRF2.2.壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)壓電式加速度傳感器的特點(diǎn)電荷放大器電荷放大器當(dāng)當(dāng)A A0 0足夠大時(shí)，輸出電壓與足夠大時(shí)，輸出電壓與A A0 0無(wú)關(guān)，只取決于輸入電荷無(wú)關(guān)，只取決于輸入電荷q q和反饋電容和反饋電容C CF F，改變，改變C CF F的大小便可得到所需的電壓輸出。的大小便可得到所需的電壓輸出。C CF F一般取值一般取值100-10100-104 4pFpF。SCFqUC 第17頁(yè)/共31頁(yè)3.3.壓電式加速度傳感器

14、的靈敏度壓電式加速度傳感器的靈敏度壓電加速度傳感器屬發(fā)典型傳感器，可把它看成電壓源或電荷源，故靈敏度有電壓靈敏度和電荷靈敏度兩種表示方式。壓電加速度傳感器屬發(fā)典型傳感器，可把它看成電壓源或電荷源，故靈敏度有電壓靈敏度和電荷靈敏度兩種表示方式。電壓靈敏度電壓靈敏度加速度傳感器輸出電荷與所承受的加速度之比加速度傳感器輸出電荷與所承受的加速度之比電荷靈敏度電荷靈敏度加速度傳感器輸出電壓與所承受的加速度之比加速度傳感器輸出電壓與所承受的加速度之比單位單位加速度單位用加速度單位用m/sm/s2 2，但振動(dòng)測(cè)量中都習(xí)慣用，但振動(dòng)測(cè)量中都習(xí)慣用g g作為作為加速度單位加速度單位第18頁(yè)/共31頁(yè)3.3.壓電

15、式加速度傳感器的靈敏度壓電式加速度傳感器的靈敏度 對(duì)給定的壓電材料，靈敏度隨質(zhì)量塊的增大或壓電片的增多而增大。一般加速度傳感器尺寸越大，其固有頻率越低。對(duì)給定的壓電材料，靈敏度隨質(zhì)量塊的增大或壓電片的增多而增大。一般加速度傳感器尺寸越大，其固有頻率越低。因此選用加速度傳感器時(shí)應(yīng)當(dāng)權(quán)衡靈敏度和結(jié)構(gòu)尺寸、附加質(zhì)量影響和頻率響應(yīng)之間的利弊。因此選用加速度傳感器時(shí)應(yīng)當(dāng)權(quán)衡靈敏度和結(jié)構(gòu)尺寸、附加質(zhì)量影響和頻率響應(yīng)之間的利弊。第19頁(yè)/共31頁(yè)3.3.壓電式加速度傳感器的靈敏度壓電式加速度傳感器的靈敏度 靈敏度并不是越高越好。靈敏度低的傳感器可用于動(dòng)態(tài)范圍很寬的振動(dòng)測(cè)量，例如打樁機(jī)的沖擊振動(dòng)、汽車(chē)的撞擊實(shí)

16、驗(yàn)、炸彈的貫穿延時(shí)引爆等。而高靈敏度的壓電傳感器可用于測(cè)量微弱的振動(dòng)。例如用于尋找地下管道的泄露點(diǎn)（水管漏水處可發(fā)出幾千赫茲的特殊振動(dòng)）；或測(cè)量橋梁、樓房、樁基的受激振動(dòng)以及分析精密機(jī)床床身的振動(dòng)以提高加工精度。靈敏度并不是越高越好。靈敏度低的傳感器可用于動(dòng)態(tài)范圍很寬的振動(dòng)測(cè)量，例如打樁機(jī)的沖擊振動(dòng)、汽車(chē)的撞擊實(shí)驗(yàn)、炸彈的貫穿延時(shí)引爆等。而高靈敏度的壓電傳感器可用于測(cè)量微弱的振動(dòng)。例如用于尋找地下管道的泄露點(diǎn)（水管漏水處可發(fā)出幾千赫茲的特殊振動(dòng)）；或測(cè)量橋梁、樓房、樁基的受激振動(dòng)以及分析精密機(jī)床床身的振動(dòng)以提高加工精度。第20頁(yè)/共31頁(yè)3.3.壓電式加速度傳感器的靈敏度壓電式加速度傳感器的靈

17、敏度橫向靈敏度橫向靈敏度壓電晶體加速度傳感器的橫向靈敏度表示它對(duì)橫向（垂直于壓電晶體加速度傳感器的橫向靈敏度表示它對(duì)橫向（垂直于加速度軸線）振動(dòng)的敏感程度。加速度軸線）振動(dòng)的敏感程度。表示方法表示方法橫向靈敏度以主靈敏度的百分比表示。橫向靈敏度以主靈敏度的百分比表示。機(jī)械加工及封裝誤差；機(jī)械加工及封裝誤差；壓電元件本身的橫向壓電效應(yīng)；壓電元件本身的橫向壓電效應(yīng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理；裝配不當(dāng)產(chǎn)生的附加應(yīng)力。裝配不當(dāng)產(chǎn)生的附加應(yīng)力。產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因第21頁(yè)/共31頁(yè)4.4.壓電式加速度傳感器的安裝與使用壓電式加速度傳感器的安裝與使用 理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具

18、體使用中，有如下幾種方法。理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。abcdefg1 1）用于長(zhǎng)期檢測(cè)振動(dòng)）用于長(zhǎng)期檢測(cè)振動(dòng)機(jī)械的壓電加速度傳感機(jī)械的壓電加速度傳感器應(yīng)采用雙頭螺栓牢固器應(yīng)采用雙頭螺栓牢固地固定在監(jiān)視點(diǎn)上。地固定在監(jiān)視點(diǎn)上。第22頁(yè)/共31頁(yè)4.4.壓電式加速度傳感器的安裝與使用壓電式加速度傳感器的安裝與使用 理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。abcdefg圖圖a a采用鋼螺栓固定，是采用鋼螺栓固定，是共振頻率能達(dá)到出廠共

19、振共振頻率能達(dá)到出廠共振頻率的最好方法。螺栓不頻率的最好方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔，以得全部擰入基座螺孔，以免引起基座免引起基座 變形，影響變形，影響加速度計(jì)的輸出。在安裝加速度計(jì)的輸出。在安裝面上涂一層硅脂可增加不面上涂一層硅脂可增加不平整安裝表面的連接可靠平整安裝表面的連接可靠性。性。需要絕緣時(shí)可用絕緣螺栓和云母墊片來(lái)固定加速度計(jì)需要絕緣時(shí)可用絕緣螺栓和云母墊片來(lái)固定加速度計(jì)（圖（圖b b）但墊圈應(yīng)盡量簿但墊圈應(yīng)盡量簿也可以用一層簿蠟把加速度計(jì)粘在試件平整表面上也可以用一層簿蠟把加速度計(jì)粘在試件平整表面上（圖（圖c c）第23頁(yè)/共31頁(yè)4.4.壓電式加速度傳感器的安裝與使用壓電式加速

20、度傳感器的安裝與使用 理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。abcdefg2 2）短時(shí)間檢測(cè)低頻微弱）短時(shí)間檢測(cè)低頻微弱振動(dòng)時(shí)，可用磁鐵將鋼制振動(dòng)時(shí)，可用磁鐵將鋼制傳感器底座吸附在檢測(cè)點(diǎn)傳感器底座吸附在檢測(cè)點(diǎn)上。上。如圖如圖e e所示所示第24頁(yè)/共31頁(yè)4.4.壓電式加速度傳感器的安裝與使用壓電式加速度傳感器的安裝與使用 理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。

21、abcdefg3 3）測(cè)量更微弱的振動(dòng)時(shí)）測(cè)量更微弱的振動(dòng)時(shí)，可以用環(huán)氧樹(shù)脂或瞬干，可以用環(huán)氧樹(shù)脂或瞬干膠將傳感器牢牢地膠于檢膠將傳感器牢牢地膠于檢測(cè)點(diǎn)上。測(cè)點(diǎn)上。如圖如圖f f、g g第25頁(yè)/共31頁(yè)4.4.壓電式加速度傳感器的安裝與使用壓電式加速度傳感器的安裝與使用 理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。理論上壓電加速度傳感器應(yīng)與被測(cè)振動(dòng)體剛性連接。但在具體使用中，有如下幾種方法。abcdefg4 4）在對(duì)許多測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行）在對(duì)許多測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行定期巡檢時(shí)，也可采用手定期巡檢時(shí)，也可采用手持探針式加速度傳感器。持探針式加速度傳感器。使用時(shí)，用手握住探針，

22、使用時(shí)，用手握住探針，緊緊地抵觸在檢測(cè)點(diǎn)上。緊緊地抵觸在檢測(cè)點(diǎn)上。如圖如圖d d。此方法方便，但測(cè)量誤此方法方便，但測(cè)量誤差較大，重復(fù)性差，頻率差較大，重復(fù)性差，頻率上限將降低到上限將降低到1000Hz1000Hz以以下。下。如圖如圖f f、g g第26頁(yè)/共31頁(yè)4.4.加速度與力復(fù)合型傳感器加速度與力復(fù)合型傳感器在對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行激振試驗(yàn)時(shí)，為了測(cè)量機(jī)械結(jié)構(gòu)每一部位的阻抗值在對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行激振試驗(yàn)時(shí)，為了測(cè)量機(jī)械結(jié)構(gòu)每一部位的阻抗值(力和響應(yīng)參數(shù)的比值力和響應(yīng)參數(shù)的比值)，需要在結(jié)構(gòu)的同一點(diǎn)上激振并測(cè)定它的響應(yīng)。阻抗頭就是專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳遞激振力和測(cè)定激振點(diǎn)的受力及加速度響應(yīng)的特殊傳感器。，需要在

23、結(jié)構(gòu)的同一點(diǎn)上激振并測(cè)定它的響應(yīng)。阻抗頭就是專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳遞激振力和測(cè)定激振點(diǎn)的受力及加速度響應(yīng)的特殊傳感器。它集壓電式力傳感器和壓電式加速度傳感器為一體它集壓電式力傳感器和壓電式加速度傳感器為一體第27頁(yè)/共31頁(yè)4.4.加速度與力復(fù)合型傳感器加速度與力復(fù)合型傳感器 阻抗頭的安裝面與被測(cè)機(jī)械緊固在一起，阻抗頭的安裝面與被測(cè)機(jī)械緊固在一起，激振器激振器的激振力輸出頂桿與阻抗頭的激振平臺(tái)緊固在一起。激振器通過(guò)阻抗頭將激振力傳遞并作用于被測(cè)結(jié)構(gòu)上，激振力使阻抗頭中檢測(cè)激振力的壓電晶片受壓力作用產(chǎn)生電荷并從激振力信號(hào)輸出口輸出。機(jī)械受激振力作用后產(chǎn)生受迫振動(dòng)，其振動(dòng)加速度通過(guò)阻抗頭中的慣性質(zhì)量塊產(chǎn)生慣性

24、力，使檢測(cè)加速度的晶片受力作用產(chǎn)生電荷，從加速度信號(hào)輸出端口輸出。的激振力輸出頂桿與阻抗頭的激振平臺(tái)緊固在一起。激振器通過(guò)阻抗頭將激振力傳遞并作用于被測(cè)結(jié)構(gòu)上，激振力使阻抗頭中檢測(cè)激振力的壓電晶片受壓力作用產(chǎn)生電荷并從激振力信號(hào)輸出口輸出。機(jī)械受激振力作用后產(chǎn)生受迫振動(dòng)，其振動(dòng)加速度通過(guò)阻抗頭中的慣性質(zhì)量塊產(chǎn)生慣性力，使檢測(cè)加速度的晶片受力作用產(chǎn)生電荷，從加速度信號(hào)輸出端口輸出。第28頁(yè)/共31頁(yè)應(yīng)變式加速度傳感器首先要經(jīng)過(guò)質(zhì)量應(yīng)變式加速度傳感器首先要經(jīng)過(guò)質(zhì)量-彈簧慣性系統(tǒng)將加速度彈簧慣性系統(tǒng)將加速度轉(zhuǎn)換為力，再將力作用于彈性元件，從而將力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變，通轉(zhuǎn)換為力，再將力作用于彈性元件，從而將力

25、轉(zhuǎn)換為應(yīng)變，通過(guò)測(cè)量應(yīng)變可以測(cè)量加速度過(guò)測(cè)量應(yīng)變可以測(cè)量加速度第29頁(yè)/共31頁(yè)1.1.應(yīng)變式加速度傳感器結(jié)構(gòu)原理應(yīng)變式加速度傳感器結(jié)構(gòu)原理課本圖課本圖4-254-25硅懸臂梁式加速度傳感器硅懸臂梁式加速度傳感器這是一種使彈性元件和應(yīng)變敏感這是一種使彈性元件和應(yīng)變敏感元件合為一體的結(jié)構(gòu)，即采用單元件合為一體的結(jié)構(gòu)，即采用單晶硅做成懸臂梁式彈性元件，并晶硅做成懸臂梁式彈性元件，并且采用平面擴(kuò)散工藝技術(shù)，在它且采用平面擴(kuò)散工藝技術(shù)，在它上面形成四個(gè)性能一致的電阻，上面形成四個(gè)性能一致的電阻，構(gòu)成全橋；在梁的自由端連接上構(gòu)成全橋；在梁的自由端連接上敏感質(zhì)量塊組成懸臂梁式應(yīng)變加速度傳感器敏感質(zhì)量塊組成懸臂梁式應(yīng)變加速度傳感器第30頁(yè)/共31頁(yè)