壓電式力傳感器在汽車零部件耐久性測(cè)試的應(yīng)用-動(dòng)態(tài)響應(yīng)

壓電式力傳感器的頻率響應(yīng)由諧振頻率和阻尼因數(shù)構(gòu)成的一個(gè)二階系統(tǒng),，可以高于應(yīng)變式傳感器的10倍,。壓電式力傳感器的高頻響應(yīng)由質(zhì)量塊機(jī)械特性和剛度決定的,，低頻響應(yīng)則由電氣特性決定,，相當(dāng)于一個(gè)高通濾波器,。壓電式傳感器可以測(cè)量準(zhǔn)靜態(tài)到數(shù)千赫茲的量,，而應(yīng)變式載荷傳感器為靜態(tài)（DC）到幾十赫茲,，這使得它的應(yīng)用受到很多限制,。

高頻響應(yīng)是一個(gè)壓電式傳感器的機(jī)械特性,，由上一部分（剛度）我們可以了解到,，石英壓電式力傳感器比應(yīng)變式力傳感器具有更好的剛度，并且不需要敏感元件撓曲而產(chǎn)生輸出,，因此,，壓電式力傳感器能獲得更高的頻率響應(yīng)，其與剛度的平方成正比,。

頻率與質(zhì)量倒數(shù)的平方成正比,，大部分應(yīng)變式傳感器技術(shù)規(guī)格中都列出了振鈴頻率，計(jì)算振鈴頻率的時(shí)候引入了1/2質(zhì)量塊的值,，大部分載荷傳感器的安裝結(jié)構(gòu),，大約一半的質(zhì)量塊被固定住,，傳感器的中心面相對(duì)于膜片，振鈴頻率就是該膜片的固有頻率,。

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張力傳感器介紹：

張力傳感器,，英文：tension pick-up ，張力傳感器是張力控制過程中,，用于測(cè)量卷材張力值大小的儀器,。用于制藥,、應(yīng)變片型是張力應(yīng)變片和壓縮應(yīng)變片按照電橋方式連接在一起,，當(dāng)受到外壓力時(shí)應(yīng)變片的電阻值也隨之改變，改變值的多少將正比于所受張力的大??；微位移型是通過外力施加負(fù)載，使板簧產(chǎn)生位移,，然后通過差接變壓器檢測(cè)出張力,，由于板簧的位移量極小，大約±200μm,，所以稱作微位移型張力檢測(cè)器,。另外，由外型結(jié)構(gòu)上又分為：軸臺(tái)式 ,、穿軸式,、懸臂式等

檢測(cè)器的產(chǎn)品范圍包括用于制藥。

典型的應(yīng)用包括在工廠的加工過程中對(duì)處理相應(yīng)的攪動(dòng)容器的稱量,。檢測(cè)器的力學(xué)測(cè)量和伺服水壓控制系統(tǒng)被用于紙廠,、鋼廠、箔生產(chǎn)廠,、電纜鋪設(shè)和鋸木廠的機(jī)器中,。

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傳感器基本知識(shí)科普貼：

么是橫向靈敏度?

橫向靈敏度是在規(guī)定頻率范圍內(nèi)傳感器軸向與垂直加速度的靈敏度比。

ICP®傳感器和電荷傳感器之間的區(qū)別是什么,？

一個(gè)ICP傳感器包括內(nèi)置的放大器而電荷傳感器沒有,。其結(jié)果是，一個(gè)ICP®傳感器能將高阻抗輸出的電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為低阻抗電壓信號(hào),，而來自電荷傳感器的高阻抗電荷信號(hào)必須要通過外部電荷放大器轉(zhuǎn)換,。因?yàn)榉糯笃鞑话ㄔ趦?nèi),，電荷傳感器通常用在比ICP®傳感器更高的工作溫度下，因?yàn)闇囟认拗剖怯删w的溫度限制決定,，而不是內(nèi)置放大器,。

什么是信號(hào)調(diào)理器，在ICP®傳感器系統(tǒng)里是必需的嗎,？

信號(hào)調(diào)理器是ICP®傳感器系統(tǒng)的一個(gè)基本組成部分,，因?yàn)樗鼒?zhí)行兩個(gè)關(guān)鍵功能。首先,，它為ICP®傳感器內(nèi)部電路運(yùn)行提供了穩(wěn)定的18-30 VDC電源,。其次，信號(hào)調(diào)理器消除了傳感器的偏置電壓,，以便采集儀器能采集準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),。

電源電壓和激勵(lì)電壓彼此有哪些不同？

電源電壓是直接來自信號(hào)調(diào)理器的電壓,。它通常是18-30 VDC,。電源電壓必須通過一個(gè)限流二極管，以免損壞傳感器電子器件,。標(biāo)準(zhǔn)ICP®傳感器需要正常工作的電流比較低為2mA,，比較高達(dá)20mA。限流二極管通常消耗1V,，留下的剩余電壓（電源電壓減去二極管消耗電壓）是激勵(lì)電壓,。

加速度技術(shù)指標(biāo)：

傳感器主要工作特性分為有效響應(yīng)與亂真響應(yīng)兩類。

●有效響應(yīng) effective response

在傳感器靈敏軸方向上,，由輸入的機(jī)械振動(dòng)或沖擊所引起的傳感器的響應(yīng),。這種響應(yīng)是正確使用傳感器進(jìn)行測(cè)量,，取得可靠數(shù)據(jù)所期望的,。

●亂真響應(yīng) spurious response

在使用傳感器測(cè)量機(jī)械振動(dòng)或沖擊時(shí)，由同時(shí)存在的其他物理因素所引起的傳感器的響應(yīng),。這種響應(yīng)是干擾正確測(cè)量的,，是不期望的,。

有效響應(yīng)主要有：

靈敏度；幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng),；非線性度,。

亂真響應(yīng)主要有：

溫度響應(yīng)；瞬變溫度靈敏度,；橫向靈敏度,；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈敏度；基座應(yīng)變靈敏度；磁靈敏度,；安裝力矩靈敏度,；對(duì)特殊環(huán)境的響應(yīng)。

●靈敏度：（Sensitivity）

指定的輸出量與指定的輸入量之比,。

●參考靈敏度：（Reference Sensitivity）

在給定的參考頻率和參考幅值下傳感器的靈敏度值,。

傳感器靈敏度越高，測(cè)量系統(tǒng)的信噪比就越大,，系統(tǒng)就不易受靜電干擾或電磁場(chǎng)的影響,。對(duì)某種具體的加速度計(jì)設(shè)計(jì)型式來說，靈敏度越高,，則傳感器越重,，共振頻率也越低。因此選用多大靈敏度受其重量和頻率響應(yīng)的制約,。

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電渦流傳感器要求：

對(duì)被測(cè)體的要求

為了防止電渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響儀器的正常輸出安裝時(shí)傳感器頭部四周必須留有一定范圍的非導(dǎo)電介質(zhì)空間,，如果在某一部位要同時(shí)安裝兩個(gè)以上的傳感器,，就必須考慮是否會(huì)產(chǎn)生交叉干擾,，兩個(gè)探頭之間一定要保持規(guī)定的距離，被測(cè)體表面積應(yīng)為探頭直徑3倍以上,，當(dāng)無法滿足3倍的要求時(shí),，可以適當(dāng)減小，但這是以降低靈敏度為代價(jià)的,，一般是探頭直徑等于被測(cè)體表面積時(shí),，靈敏度降低至70%，所以當(dāng)靈敏度要求不高時(shí)可適當(dāng)縮小測(cè)量表面積,。

對(duì)工作的溫度的要求

一般進(jìn)口渦流傳感器最高溫度不大于180℃,，而國(guó)產(chǎn)的只能達(dá)到120℃，并且這些數(shù)據(jù)來源于生產(chǎn)廠家,，據(jù)相關(guān)的各種資料分析,，實(shí)際上，工作溫度超過70℃時(shí),，電渦流傳感器的靈敏度會(huì)明顯降低,，甚至?xí)斐蓚鞲衅鞯膿p壞，在核電站工業(yè),、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)制造,、火箭發(fā)射、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢驗(yàn)、冶金鋼鐵熔爐等領(lǐng)域必要耐高溫的電渦流傳感器耐受性必須很高,，據(jù)悉英國(guó)真尚有集團(tuán)電渦流傳感器設(shè)計(jì)工程師成功研發(fā)出了能夠耐受上千攝氏度的此類傳感器,。電渦流傳感器的靈敏度受溫度的影響，在軸振測(cè)量中安裝使用電渦流傳感器應(yīng)盡量遠(yuǎn)離汽封,，只有特制的耐高溫傳感器如高低溫電渦流傳感器才能用于安裝汽封附近,。

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加速度安裝注意事項(xiàng)：

加速度傳感器的自然頻率由粘接的耦合程度決定，選擇正確的粘合劑將是很重要的一步,。有些重要的問題是必須要考慮的是：加速度傳感器的重量,，測(cè)試時(shí)的頻率和帶寬，測(cè)試時(shí)的振幅和溫度,。還要考慮一些測(cè)試過程中會(huì)出現(xiàn)的問題：正弦曲線的受限和測(cè)試中出現(xiàn)的隨機(jī)振動(dòng),。通常，工程師和技師將會(huì)根據(jù)測(cè)試不同的需求選擇合適的粘接劑來粘接加速度傳感器,。

  加速度傳感器的粘接安裝用到的粘接劑,，一般有氰基丙烯酸鹽,磁鐵，雙面膠帶,，石蠟,，熱粘接劑等。問題的關(guān)鍵在于如何能夠有效的使用這些粘接劑,。在加速度傳感器的粘接過程中,，粘合劑的使用量對(duì)在加速度傳感器能否達(dá)到良好的頻率響應(yīng)中起到很關(guān)鍵的作用。在一塊小的薄膜上盡可能的用較少的粘接劑粘接加速度傳感器,，將會(huì)使得加速度傳感器頻率響應(yīng)傳送性較好,。

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