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測振傳感器分類簡介
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/8/15

  測振傳感器是由慣性質(zhì)量、阻尼和彈簧組成一個(gè)質(zhì)量彈簧系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)固定在振動體上(即傳感器的外殼固定在振動體上)、與振動體一起振動;通過測量慣性質(zhì)量相對于傳感器外殼的運(yùn)動,就可以得到振動體的振動。

  (1)磁電式速度傳感器

  磁電式速度傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的,圖18—2—39為一磁電式速度傳感器,磁鋼和殼體相連接、并通過殼體安裝在振動體上,與振動體一起振動;芯軸和線圈組成傳感器的系統(tǒng)質(zhì)量,通過彈簧片(系統(tǒng)彈簧)與殼體連接。振動體振動時(shí),系統(tǒng)質(zhì)量與傳感器殼體之間發(fā)生相對位移,因此線圈與磁鋼之間也發(fā)生相對運(yùn)動,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動勢正的大小為E=BLnv(18—2—9)

  式中B為線圈所在磁鋼間隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度,L為每匝線圈的平均長度,n為線圈匝數(shù),v為線圈相對于磁鋼的運(yùn)動速度、即系統(tǒng)質(zhì)量相對于傳感器殼體的運(yùn)動速度。對于傳感器來
說BLn是常量,所以傳感器的電壓輸出(即感應(yīng)電動勢E)是與相對運(yùn)動速度v成正比。

  (2)壓電式加速度傳感器

  從物理學(xué)知道,一些晶體材料當(dāng)受到壓力并產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí),在其相應(yīng)的兩個(gè)表面上出現(xiàn)異號電荷,當(dāng)外力去掉后,晶體又重新回到不帶電的狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。
壓電式加速度傳感器是利用晶體的壓電效應(yīng)而制成的。圖18—2—41為壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)原理,壓電晶體片上是質(zhì)量塊,用硬彈簧將它們夾緊在基座上;質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度由硬彈簧的剛度和晶體片的剛度組成,剛度很大,質(zhì)量塊的質(zhì)量較小,因而質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的固有頻率很高,可達(dá)數(shù)千赫茲,甚至可達(dá)100—200kHz.

  當(dāng)傳感器的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所測振動的頻率時(shí),質(zhì)量塊相對于外殼的位移就反映所測振動的加速度;質(zhì)量塊相對于外殼的位移乘上晶體的剛度就是作用在晶體上的動壓力,這個(gè)動壓力與壓電晶體兩個(gè)表面所產(chǎn)生的電荷量(或電壓)成正比,因此可以通過測量壓電晶體的電荷量來得到所測振動的加速度。

  壓電式加速度傳感器用的放大器有電壓放大器和電荷放大器兩種。

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