对于多数工程应用来说,选择合适的测试工具将对测试结果产生很大的影响。本文就帮助读者正确的选择加速度传感器。让我们从传感器的分类和原理开始。
的来说有两类加速度传感器:直流响应加速度传感器和交流响应加速度传感器。
作为交流响应的加速度传感器,正如它的名称,它的输出是交流耦合。此类传感器不能用来测试静态的加速度,比如重力加速度和离心加速度。他们仅适合测量动态事件。而直流响应的加速度传感器,具有直流耦合输出,能够响应低至0赫兹的加速度信号。因此直流响应的加速度传感器适合同时测量静态和动态的加速度。并不是只有需要测试静态加速度时才选择直流响应的加速度传感器。
交流响应加速度传感器类型:电荷输出型加速度传感器和电压输出型加速度传感器。
两种技术经常被用来制作直流响应加速度传感器:电容型和压阻型。
每种加速度传感器技术都有其优缺点。在作出选择之前,明确他们的区别和测试需求是非常重要的。首先也是重要的是,对于需求测量静态加速度或低频加速度(<1HZ)的应用,需要选择具有直流响应的加速度传感器。直流和交流响应的加速度传感器都可以测量动态信号。当仅需要测量动态信号时,使用者可以各取所好。有些使用者不喜欢处理直流响应加速度传感器的零点偏置,而更加喜欢交流耦合,单端输出的压电加速度传感器。而另一些使用者不在乎处理零点偏置,惯3线或4线接口,喜欢负载电阻自检测试,和重力加速度自检测试(2g翻转)功能。他们会选择直流响应加速度传感器。
的来说:电荷输出模式的压电加速度传感器是耐久的一种设计,这主要由于它结构简单,材料坚固可靠。对于高温(>125度)动态测试,电荷输出模式的压电加速度传感器是毫无疑问的选择,也是的选择。对于电荷输出模式的压电加速度传感器,配备低噪声同轴电缆和电荷放大器(或在线电荷转换器)是必须的。
电压输出型压电加速度传感器是常见用于动态测试的。其具有小的尺寸,宽的带宽,内置电荷放大器使得其与现有仪器或数据采集器(具有IEPE/ICP接口)可以直接连接。电压输出型压电加速度传感器一般用于125度以下的应用,都是由于其输出阻抗低,不需要使用低噪声同轴电缆。
电容型加速度传感器通常设计成零界阻尼或过阻尼状态,适合低频测试。其低成本,SMD封装的器件适合汽车,消费品等大批量的应用,这些应用对精度的要求往往不高。价格更昂贵的仪用级别的MEMS结构电容型加速度传感器具有良好的零点稳定性和较低的噪声。电容型加速度传感器一般都具有低的输出阻抗,2-5V的输出摆幅,需要稳定的直流电压供电。
压阻型加速度传感器种类很多,具有不同的频率响应范围和动态范围。作为具有直流响应的传感器,它们能够测试静态加速度,进而准确的技术速度和位移。压阻型加速度传感器的频率响应带宽足够做大部分的动态测试。它们的阻尼可以设计成不同值,这使得它们适应不同的测试条件,包括冲击测试。纯压阻型加速度传感器(不包含型号调理电路)可以制作得很小很轻,具有中等输出阻抗(<5000欧)和100~200mV的满量程输出。而带放大的压阻型加速度传感器(内置型号调理芯片)具有较低的输出阻抗(<100欧)和2~5V的满量程输出。
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