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传感器的灵敏度与测量范围

返回列表 来源:骁锐科技 浏览:- 发布日期:2018-03-26 14:10:20【
传感器的灵敏度与测量范围
  传感器的灵敏度是传感器的最基本目标之一。灵敏度的巨细直接影响到传感器对振荡信号的丈量。不难理解,传感器的灵敏度应根据被测振荡量(加速度值)巨细而定,但由于压电加速度传感器是丈量振荡的加速度值,而在相同的位移幅值条件下加速度值与信号的频率平方成正比,所以不同频段的加速度信号巨细相差甚大。大型结构的低频振荡其振荡量的加速度值可能会相当小,例如当振荡位移为 1mm, 频率为1 Hz 的信号其加速度值仅为0.04m/s2(0.004g);然而对高频振荡当位移为0.1mm,频率为10 kHz的信号其加速度值可达4 x 10 5m/s2 (40000g)。因而虽然压电式加速度传感器具有较大的丈量量程规模,但对用于丈量凹凸两端频率的振荡信号,挑选加速度传感器灵敏度时应对信号有充分的估计。最常用的振荡丈量压电式加速度计灵敏度,电压输出型(IEPE 型)为50~100 mV/g,电荷输出型为10 ~ 50 pC/g。
   加速度值传感器的丈量量程规模是指传感器在一定的非线性差错规模内所能丈量的最大丈量值。通用型压电加速度传感器的非线性差错大多为1%。作为一般原则,灵敏度越高其丈量规模越小,反之灵敏度越小则丈量规模越大。
IEPE电压输出型压电加速度传感器的丈量规模是由在线性差错规模内所允许的最大输出信号电压所决定,最大输出电压量值一般都为±5V。经过换算就可得到传感器的最大量程,即等于最大输出电压与灵敏度的比值。需求指出的是IEPE压电传感器的量程除受非线性差错巨细影响外,还受到供电电压和传感器偏置电压的制约。当供电电压与偏置电压的差值小于传感器技术目标给出的量程电压时,传感器的最大输出信号就会发生畸变。因而IEPE 型加速度传感器的偏置电压稳定与否不仅影响到低频丈量也可能会使信号失真;这种现象在凹凸温丈量时需求特别注意,当传感器的内置电路在非室温条件下不稳守时,传感器的偏置电压很可能不断缓慢地漂移而形成丈量信号忽大忽小。
而电荷输出型丈量规模则受传感器机械刚度的制约,在同样的条件下传感灵敏芯体受机械弹性区间非线性制约的最大信号输出要比IEPE型传感器的量程大得多,其值大多需经过实验来断定。一般情况下当传感器灵敏度高,其灵敏芯体的质量块也就较大,传感器的量程就相对较小。一起因质量块较大其谐振频率就偏低这样就较容易激发传感器灵敏芯体的谐振信号,成果使谐振波叠加在被测信号上形成信号失真输出。因而在最大丈量规模挑选时,也要考虑被测信号频率组成以及传感器自身的自振谐振频率,防止传感器的谐振分量发生。一起在量程上应有足够的安全空间以保证信号不发生失真。
加速度传感器灵敏度的标定方法一般采用比较法检定,被校传感器在特定频率(一般为159 Hz 或80 Hz)振荡的输出与标准传感器读得加速度值的比即为传感器灵敏度。而对冲击传感器的灵敏度则经过丈量被校传感器对一系列不同冲击加速度值的输出响应,获得传感器在其丈量规模内输入冲击加速度值和电输出之间的对应关系,再经过数值核算获得与各点之间差值最小的直线,而这直线的斜率便是传感器的冲击灵敏度。
   冲击传感器的非线性差错可以有两种方法表明:全量程误差或按分段量程的线性差错。前者是指传感器的全量程输出为基准的差错百分数,即无论丈量值得巨细其差错均为按全量程百分数核算而得的差错值。按分段量程的线性差错其核算方法与全量程误差相同,但基准不用全量程而是以分段量程来核算差错值。例如量程为20000g 的传感器,如全量程误差为1% ,其线性差错在全量程内为200g;但当传感器按分段量程5000g ,10000g ,20000g 来衡量其线性差错,其差错仍为1% 时,则传感器在不同的3个量程段内线性差错则分别为50g ,100g ,200g。

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