压电式加速度传感器输出类型 | |
发表时间:2022-03-30 阅读次数: 字体:【大 中 小】 | |
最常见的交流响应加速度传感器使用压电元件作为其感测机构。在加速度下,加速度传感器的惯性质量会导致压电元件出现位移电流,从而产生与加速度成正比的电力输出。从电气角度来看,压电元件像是一个具有有限内阻(通常为 109 欧姆数量级)的源电容器。这形成了限定器件高通特性的 RC 时间常量。因此,压电式加速度传感器不能用于静态测量。压电元件有天然的,也有人造的。它们具有不同程度的转导效率和线性特征。市面上有两类压电式加速度传感器 - 电荷输出式和电压输出式。 这通过将电荷放大器集成在加速度传感器壳体内来实现。电压输出式器件有 3 线(信号、接地、电源)模式或 2 线(电源/信号、接地)模式。2 线模式也称作一体式电子压电器件 (IEPE)。IEPE 采用了方便的同轴(双线)结构(交流信号叠加在直流电源线上),因而最受欢迎。它需要借助隔直流电容器来消除传感器信号输出中的直流偏压。许多先进的信号分析仪都提供了 IEPE/ICP3 输入选项(允许与 IEPE 加速度传感器直接连接)。如果未提供 IEPE 电源选项,则需要具有恒定电流功率的信号调节器/电源才能与该类型的器件相连。3 线模式器件需要单独的直流电源线才能正常工作。 与只包含陶瓷感测元件的电荷输出式器件不同,电压输出式器件包含微电子电路,后者导致传感器的最高工作温度限定在 +125°C。有些设计会将极限值推高到 +175°C,但会牺牲部分性能。 总之,在可用动态范围方面,由于压电陶瓷元件的动态范围非常广泛,电荷输出式加速度传感器在可扩展性方面最为灵活 - 因为可以借助用户指令通过远程电荷放大器调整系统的满量程范围。而电压输出式器件的满量程范围已在工厂由内部放大器预先确定,无法更改。 压电式加速度传感器的尺寸极小。因此,它们很适合用于轻质结构中的动态测量。 |
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