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用于测量振动和冲击,与加速度计传感器选择相关的主要考虑因素

发表时间:2022-09-26 18:26【 阅读量:-查看手机网址
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 设计用于测量振动和冲击的传感器种类繁多。在选择传感器时,您应该问自己的最重要的问题是:

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 1.接地隔离


 当被测物体导电并处于接地电位时,这一点非常重要。仪器和加速度计之间的接地电压电平差异可能导致接地回路,从而导致错误的数据读数。


 2.灵敏度


 理想情况下,想要高输出电平,但高灵敏度通常需要相对较大、较重的传感器。


 3.低频范围


 传感器的高通截止频率必须低于您要测量的频率。例如,在造纸厂以1到5 Hz的频率进行测试意味着您需要一个带宽为0.3 Hz(或更低)的传感器。对于这些应用,charge或IEPE是最合适的。如果您需要测量静态加速度,则需要不同的传感器技术,例如电容式或MEMS。


 4.带宽(频率范围)


 这是传感器的(上限)带宽。小质量加速度计可提供高达180 kHz的谐振频率,但对于稍大、输出更高的通用加速度计,典型的谐振频率为20至30 kHz。


 5.幅度范围


 电荷传感器提供大振幅范围(专门设计的冲击传感器可以有超过100,000 g的振幅范围!),但IEPE传感器也相当高(高达1000 g)。MEMS传感器通常具有非常有限的范围(高达几百克)。对于大多数应用,IEPE传感器很好,而对于高幅度水平的电荷传感器更好。


 6.残余噪音水平


 这定义了传感器可以测量的最低幅度水平。应该使用具有最佳测量范围的传感器,因为具有更高范围的传感器也会具有更高的噪声水平。IEPE传感器具有非常高的动态范围。电荷传感器类似,但需要考虑到电缆中很容易产生噪声。电容式和MEMS传感器提供的动态范围较小。


 7.温度范围


 包括电子设备在内的所有传感器都具有有限的高温范围,最高可达130°C。电荷传感器的温度范围要高得多——甚至高达500°C。但请注意,这也需要高温电缆。


 8.重量


 在模态测试中,由于质量负载效应,重量可能是一个重要因素。添加到结构中的任何质量都会改变其动态行为。作为一般规则,传感器质量不应超过安装它的振动部件的动态质量的十分之一。


 9.接地回路


 因为加速度计和测量设备是分开接地的,所以接地回路电流可以在加速度计电缆的屏蔽层中流动。通过使用隔离传感器、隔离放大器或通过隔离螺柱将加速度计底座与安装表面电隔离来断开接地回路。


 10.电缆噪声


 由于高输出阻抗,电缆噪声主要是压电加速度计的问题。这些干扰可能是由摩擦电噪声或电磁噪声引起的。摩擦电噪声通常由电缆本身的机械运动引入加速度计电缆。它源于由于构成电缆的层的动态弯曲、压缩和张力引起的局部容量和电荷变化。通过使用适当的石墨化加速度计电缆并将其粘贴或粘在尽可能靠近加速度计的位置,可以避免这个问题。当加速度计电缆放置在运行机械附近时,通常会在加速度计电缆中产生电磁噪声。


 11.TEDS兼容性


 一些传感器内部有一个TEDS芯片,可以通过兼容的数据采集仪器以电子方式识别它们。TEDS(传感器电子数据表)是符合IEEE 1451和IEEE 1588的标准接口。它存储有关设备的重要信息。