大型模擬運(yùn)輸振動試驗臺的傳感器機(jī)械接收原理分類方法

    一、傳感器的機(jī)械接收原理分為兩類，即相對式和慣性式

    1. 相對式：以傳感器的外完作為參數(shù)坐標(biāo)，借助頂桿或間隙的變化(非接觸式)自接接收機(jī)械振功。因此被測機(jī)械量與中間機(jī)械量為均頻率無關(guān)的正比關(guān)系，即所謂零階系統(tǒng)。具有相對式接收的傳感器．它所測得的是以外殼為參考坐標(biāo)的相對振動。

    2. 慣性式：通過傳感器的內(nèi)部質(zhì)量、彈簧和阻尼器構(gòu)成的單自由應(yīng)系統(tǒng)接收被測振動。被測機(jī)械量與中間機(jī)械邀是用二階微分方程聯(lián)系，故稱之為二階系統(tǒng)。慣性式傳感器所測得的是相對于慣件坐標(biāo)系統(tǒng)的振動，因此也稱為式振動傳感器。

    二、振動用傳感器釘多種多樣．分類方法也不相同．可以從小同角度分類如下；

    1) 按被測物理量分．有傳移、速度、加速度等伶感器。

    2) 按工作原理分，有壓電效應(yīng)、旺磁效敗、磁阻效應(yīng)等傳感器。

    3) 核能量轉(zhuǎn)換機(jī)理分，有能量轉(zhuǎn)換、能邀控制(又稱發(fā)電型和參量型)等傳感。

    4) 有結(jié)構(gòu)型被測參數(shù)變化引起傳感器和結(jié)構(gòu)變化而使輸出電量變化。

    5) 這種變化是利用物理學(xué)巾場的定律和運(yùn)動定律而構(gòu)成)和物性型(利用某些物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)隨被測參數(shù)而變化的原理而構(gòu)成)傳感器。

    6) 按轉(zhuǎn)換過程可逆與否分，有：單向(僅能將被測量轉(zhuǎn)換為電量．而不能反之)和雙向(能征傳感器的輸入、輸出端作雙向傳輸?shù)?，都只備可逆性的傳感?傳感器。

    三、振動試驗力學(xué)壓電加速度計的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

    a. 基座和外殼均比是能偏離試件應(yīng)變相環(huán)境聲、磁、熱的影響和干擾．有較人的剛廢．適應(yīng)地常較厚，并采用剛廢大的不銹鋼或銹合金材料，殼體采用與基座相同的材料。起密封和屏蔽作用。

    b. 凡是能轉(zhuǎn)換成力的機(jī)械量，如位移、壓力、沖擊、加速度等，都可崩相應(yīng)的壓電傳感器測且，它們用以實現(xiàn)力電轉(zhuǎn)換功能的基本結(jié)構(gòu)是共同的．因此，壓電式傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：

    c. 基座壓縮式加速度傳感器。為解決環(huán)境影響，質(zhì)量塊已相外殼脫離v質(zhì)旦塊、壓電元件和基座之間用導(dǎo)電膠相連。其結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，頻率響應(yīng)寬，但工作溫度影響大，抗沖擊能力、使用壽命同膠的質(zhì)量關(guān)系甚大。

    d. 根據(jù)設(shè)計需要。只電元件采用壓電晶體或壓電陶瓷，較多采用雙晶片并聯(lián)形式，壓電加速度計常采用平板式或圓筒式結(jié)構(gòu)．取厚度壓縮和剪切變形式為多。

    e. 須載、緊固件對壓電元件施加預(yù)緊力．以消除壓電元件內(nèi)外接觸的間隙，提高傳感器彈性系統(tǒng)的剛度，從而獲得良好的動態(tài)、表態(tài)指標(biāo)。改變傳感器的靈敏度、線性和旦程。重要的是，只有足夠的預(yù)緊力才能保證各式傳感器能獲得足夠的正壓力庸依靠摩擦傳遞切向力等。

    f. 正裝小心壓縮式壓電加速度計。它主要由基座、中心螺桿壓電轉(zhuǎn)換元件、慣性質(zhì)叢塊和預(yù)緊螺母組成。預(yù)緊力通過中心螺桿施加到壓電轉(zhuǎn)換元件上。它除保持蛙座壓縮型的靈敏度高、頻率響應(yīng)寬、上藝性好的優(yōu)點(diǎn)外，它的外殼與質(zhì)量—彈簧系統(tǒng)白接接觸。對隔離部分外界因素影響。

    g. 例裝中心壓縮型壓電加速度計．其特點(diǎn)是將中心壓縮式結(jié)構(gòu)中的慣性質(zhì)量—壓電元件系統(tǒng)倒技在傳感器的基座中。這種結(jié)構(gòu)除保持單端47心壓縮列的篡本特點(diǎn)外。以更有效地隔離來自安裝面的大基座廢變信號的干擾。

    h. 塊席陰離壓縮型壓電加速度汁。這種結(jié)構(gòu)除保持了幣端午心壓縮剮結(jié)構(gòu)的全邪優(yōu)點(diǎn)外，環(huán)狀槽增加了傳感器抗基座應(yīng)變能力，對提高傳感器瞬變溫度特性等也有益。還降低了傳感

    i. 隔離基座預(yù)緊簡式壓電加速度汁和頂緊筒式一樣是雙筒雙屏蔽結(jié)構(gòu)。內(nèi)于預(yù)緊簡橫向剛度大、六人提高了傳感器的綜合剛度和抗橫向能力．改善了特性。這種結(jié)構(gòu)還在基座：開了應(yīng)力梢、起到了隔離基座的機(jī)械和府變干擾的作用，兼具碩緊簡和基座隔離兩種形式的優(yōu)點(diǎn)，但工藝要求更高。

    j. 頂緊簡壓縮型壓電加速度計。該加速度計由預(yù)緊簡、壓電晶體片慣性質(zhì)量、基座和殼體碩緊簡是一個彈性薄壁金屬圓筒、它既是質(zhì)量—彈簧系統(tǒng)中的彈性元件，父預(yù)把慣件質(zhì)量和壓電晶片壓緊在基座上．同時又能對外磁場、噪聲起屏蔽作用，出此大大降低／環(huán)境出素的影響，提高了穩(wěn)定性。但加工、裝配要求嚴(yán)格．比較困難。

    k. 平衡剪切型壓電加速度汁。密切則加速度計是利用壓電陶瓷元件的剪團(tuán)變形模式工作的。剪切式壓電品體片一般與基座隔離開．只在部切應(yīng)負(fù)作用下才釘電荷輸出．因此基座應(yīng)變不直接與壓電晶片編合，大大降低了且座應(yīng)變產(chǎn)生的非振動信號。