廣州南創(chuàng)廠家供稱(chēng)重傳感器、壓力傳感器和位移等傳感器
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Freescale加速度傳感器和MEAS加速度傳感器的工作原理

  現(xiàn)在主流發(fā)展傳感器的主要種類(lèi)有稱(chēng)重傳感器壓力傳感器 、 扭矩傳感器 、 流量傳感器 、 位移傳感器 、 速度傳感器 、加速度傳感器等。而Freescale加速度傳感器又可以分為幾類(lèi)型的加速度傳感器,下面廣州南創(chuàng)電子科技專(zhuān)家給大家主要講解一下壓電式加速度傳感器電阻應(yīng)變式加速度傳感器這兩種加速度傳感器的原理。
  以產(chǎn)生必要的阻尼應(yīng)變式加速度傳感器主要由慣性質(zhì)量塊、支承質(zhì)量的彈簧應(yīng)變梁2以及阻尼器組成,彈簧梁的上下表面粘貼應(yīng)變片傳感器殼體內(nèi)墳充硅油。測(cè)最時(shí),將傳感器殼體與被測(cè)對(duì)象剛性連接。當(dāng)有加速度作用在殼休上時(shí),質(zhì)覺(jué)塊由于慣性將產(chǎn)生與加速 度成正比的慣性力,恤性力作用在彈性梁上使其變形,梁上粘貼的應(yīng)變片可以測(cè)出 梁的應(yīng)變大小,從而測(cè)出慣性力的大小,最終達(dá)到測(cè)作用在殼體上的加速度的目的。限位塊11使傳感器過(guò)載時(shí)不被破壞。這種傳感器在低頻振動(dòng)測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。
  電阻應(yīng)變式加速度傳感器這種應(yīng)變式加速度傳感器可以抽象成一般二階系統(tǒng)模型。質(zhì)居塊的質(zhì)量,k為彈簧梁的剛度,c為阻尼,殼休的位移應(yīng)變式加速度傳感器。
  這就是質(zhì)量塊相對(duì)位移與殼體(被測(cè)物體)加速度的線性關(guān)系,測(cè)出MEAS 4332加速度傳感器的質(zhì)量塊的相對(duì)位移x,即可得到被測(cè)體加速度。應(yīng)變式加速度傳感器不是直接測(cè)量 質(zhì)量塊的位移,而是測(cè)量與位移成正比的應(yīng)變值。固有頻率愈高,傳感器的靈敏度愈低;而另一方面,固有振動(dòng)頻率愈高,測(cè)量的頻率范圍 愈寬;兩者是互相矛盾的。設(shè)計(jì)傳感器時(shí),應(yīng)考慮頻率范圍許可條件下減小固有頻率,用以提高靈敏度。
  通常情況下,支承質(zhì)量的彈簧是一等截面或等強(qiáng)度懸臂梁,在其上、下兩面粘 貼應(yīng)變片,所以又稱(chēng)應(yīng)變梁。電阻應(yīng)變式加速度傳感器慣性質(zhì)量由一定形狀密度大的金屬塊組成,最常用的 材料是黃銅,在特別小型Freescale加速度傳感器中使用一種由90%的鎢與鎳和銅組成合金 (相對(duì)密度16.3一17)的所謂“重合金”。因?yàn)檫@種合金在給定尺寸下能得到兩倍 于銅的質(zhì)量,所以具有較大的優(yōu)越性,這種重合金能用一般的加工方法加工。Freescale加速度傳感器MEAS加速度傳感器的殼體中充滿有機(jī)硅油作阻尼之用,也可使懸臂梁和殼體之間保持一定的間隙,與阻尼油配合達(dá)到需要的阻尼度。
  壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)(占所有加速度傳感器的80%以 上)。因其固有頻率高,有較好的頻率響應(yīng)(幾千赫至幾十千赫),如果配以電荷放 大器,低頻響應(yīng)也很好(可低至零點(diǎn)幾赫)。另外,壓電式傳感器體積小、重量輕,缺點(diǎn)是要經(jīng)常校正靈敏度。
  工作原理
  壓縮式壓電加速度傳感器的結(jié)構(gòu),壓電元件一般由兩片壓 電片組成,采用并聯(lián)接法。Freescale MMA7361L加速度傳感器引線一根接至兩壓電片中間的金屬片電極上,另一根直接與基座相連,壓電片通常用壓電陶瓷材料制成。壓電片上放一塊比重較大的質(zhì)量塊,然后用一段彈簧和螺栓、螺帽對(duì)質(zhì)量塊預(yù)加載荷,從而對(duì)壓電片施加預(yù)應(yīng)力。整個(gè)組件裝在一個(gè)厚基座的金屬殼體中,為了隔離試件的任何應(yīng)變傳遞到壓電元 件上去,避免產(chǎn)生虛假信號(hào)輸出,所以一般要加厚基座或選用剛度較大的材料來(lái)制造。   
  測(cè)量時(shí),將傳感器基座與試件剛性固定在一起,F(xiàn)reescale加速度傳感器與試件感受相同的振動(dòng)。由于彈簧的作用,質(zhì)量塊就有一正比于加速度的交變慣性力作用在壓電片上,由于壓電效應(yīng),壓電片的兩個(gè)表面上就產(chǎn)生交變電荷。當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于傳感器 的固有頻率時(shí),傳感器的輸出電荷(電壓)與作用力成正比,亦即與試件的加速度成正比。輸出電量由傳感器的輸出端引出,輸人到前置放大器后就可以用普通的測(cè) 量?jī)x器測(cè)出試件的加速度。如果在放大器中加進(jìn)適當(dāng)?shù)姆e分電路,就可以測(cè)出試試件的振動(dòng)速度或位移。
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