產(chǎn)品目錄
Products傳感器橫向靈敏度及橫向振動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響
由于壓電材料自身特性，敏感芯體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造精度偏差使傳感器不可避免地對(duì)橫向振動(dòng)產(chǎn)生輸出信號(hào)，其大小由橫向輸出和垂直方向 輸出的比值百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。
根據(jù)不同敏感芯體結(jié)構(gòu)和材料特性的組合，壓縮型結(jié)構(gòu)在理論上便存在橫向輸出，需要通過(guò)裝配調(diào)節(jié)的方式給予抵消，而在實(shí)際制造過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)真正的抵消，因此壓縮型加速度傳感器的橫向靈敏度的離散度很大。與壓縮型相比剪切型設(shè)計(jì)在理論上不存在橫向輸出，傳感器的實(shí)際橫向輸出一般是由材料加工和裝配精度所引起的誤差。所以從這兩種敏感芯體的實(shí)際對(duì)比結(jié)果來(lái)看，剪切型壓電加速度傳感器的橫向靈敏度普遍優(yōu)于壓縮型式。而敏感芯體為彎曲梁結(jié)構(gòu)形式的橫向靈敏度一般說(shuō)介于剪切型和壓縮型之間。根據(jù)敏感芯體的結(jié)構(gòu)特性，在其受橫向振動(dòng)時(shí)與垂直方向振動(dòng)一樣，也有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率響應(yīng)。所以橫向振動(dòng)也同樣可能在某一頻率點(diǎn)產(chǎn)生諧振，以至產(chǎn)生較大的橫向振動(dòng)偏差。
·溫度對(duì)傳感器輸出的影響
溫度改變而引起傳感器輸出變化是由壓電材料（敏感芯體）特性所造成的。根據(jù)壓電材料的分類，石英晶體受溫度影響zui小，而人工合成晶體的使用溫度甚至高于石英；但在商業(yè)化的壓電加速度傳感器中zui多使用的壓電材料還是壓電陶瓷。壓電陶瓷敏感芯體的輸出高溫時(shí)隨溫度上升而增大，低溫時(shí)隨溫度降低而減??；但傳感器輸出與溫度間并不呈線性變化，一般說(shuō)低溫時(shí)的輸出變化比高溫時(shí)的要大。另因?yàn)楦鱾鞲衅鞯臏囟软憫?yīng)很難保持一致，所以實(shí)際使用中傳感器的輸出一般很少用溫度系數(shù)進(jìn)行修正。典型溫度響應(yīng)曲線或溫度系數(shù)一般只作為對(duì)傳感器溫度特性的衡量。壓電陶瓷對(duì)溫度響應(yīng)除材料本身特性之外，生產(chǎn)工藝也將直接影響壓電材料對(duì)溫度的響應(yīng)，而同種材料對(duì)溫度響應(yīng)的離散度更是如此。同樣是鋯鈦酸鉛材料，不同的廠商由于采用不同的生產(chǎn)工藝，使得相同材料的壓電陶瓷而其各自的使用溫度范圍，溫度響應(yīng)和溫度響應(yīng)的離散度相差甚大。綜合對(duì)壓電材料的基礎(chǔ)研究和生產(chǎn)加工工藝，目前國(guó)內(nèi)壓電陶瓷的溫度特性與*進(jìn)水準(zhǔn)相比還有一定差距；為確保用戶對(duì)傳感器的特殊要求，北智采用進(jìn)口壓電陶瓷，使傳感器的高溫使用溫度可在 +250oC 下長(zhǎng)期使用，而且溫度響應(yīng)及其離散度都好于國(guó)產(chǎn)壓電陶瓷。
不同的敏感芯體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)溫度的變化的響應(yīng)會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。由于不同材料有不同的線膨脹系數(shù)，因此溫度變化必然使壓電材料和金屬配件之間產(chǎn)生因線膨脹系數(shù)不同而造成的應(yīng)力變化；這種由溫度產(chǎn)生的應(yīng)力使壓縮式和彎曲梁型的敏感芯體產(chǎn)生輸出信號(hào)，有時(shí)這種溫度變化引起的輸出會(huì)大于振動(dòng)測(cè)量信號(hào)（特別在低頻測(cè)量中）。需要特別指出溫度變化有穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩種，傳感器輸出靈敏度隨溫度變化通常是指穩(wěn)態(tài)高低溫度狀態(tài)對(duì)信號(hào)輸出的影響。瞬態(tài)溫度變化對(duì)傳感器輸出的影響主要表現(xiàn)在低頻測(cè)量中，
·傳感器的基座應(yīng)變靈敏度
傳感器受被測(cè)物體在傳感器安裝處應(yīng)變的影響，可能導(dǎo)致傳感器輸出的變化。傳感器的基座應(yīng)變靈敏度一般由傳感器基座剛度，傳感器與被測(cè)件的接觸面積以及敏感芯體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式所決定。剪切結(jié)構(gòu)形式的敏感芯體與傳感器基座間的接觸面積很小，因而剪切芯體受基座應(yīng)變的作用也相對(duì)較小，且這種應(yīng)變并不直接導(dǎo)致壓電陶瓷的輸出。所以剪切敏感芯體傳感器的基座應(yīng)變靈敏度指標(biāo)通常比壓縮式的要好，在無(wú)需改變傳感器的基座剛度以及與被測(cè)件的接觸面積情況下（改變這兩點(diǎn)都將影響傳感器的頻率響應(yīng)指標(biāo)），剪切型傳感器一般都能滿足大部分結(jié)構(gòu)測(cè)量的要求。
·聲場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)傳感器的影響
聲波和磁場(chǎng)對(duì)傳感器的作用也都可能引起信號(hào)輸出，這種輸出的大小與傳感器靈敏度的比值被稱作為壓電傳感器的聲靈敏度和磁靈敏度。
聲靈敏度是表示傳感器在強(qiáng)聲場(chǎng)的作用下，加速度傳感器的輸出值。加速度信號(hào)輸出主要是聲波通過(guò)對(duì)傳感器外殼體的作用，再由外殼體傳輸給內(nèi)部的敏感芯體而導(dǎo)致的信號(hào)輸出。zui直接減小傳感器聲靈敏度的方法是增加傳感器外殼的厚度，絕大多數(shù)傳感器的這一指標(biāo)都能滿足通常的測(cè)量條件。
磁靈敏度是表示傳感器在強(qiáng)交變磁場(chǎng)作用下，加速度傳感器的輸出值。傳感器內(nèi)部敏感芯體受磁力的作用而導(dǎo)致信號(hào)輸出是傳感器產(chǎn)生磁靈敏度的基本原因。因此在傳感器設(shè)計(jì)中，金屬零部件盡量采用無(wú)磁或弱磁的材料是降低傳感器磁靈敏度zui直接的措施。另外雙層屏蔽殼結(jié)構(gòu)形式也能較好地減小傳感器的磁靈敏度，同時(shí)雙層屏蔽殼形式還能有效地防止磁場(chǎng)對(duì)輸出電信號(hào)的干擾。
上一篇：電渦流傳感器故障分析步驟
