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1.壓電式傳感器變換原理

壓電式傳感器是根據(jù)某些晶體材料所具有的特殊物理性能而進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換的,這種特殊的物理性能就是壓電效應(yīng)。

石英、鈦酸鋇、酒石酸鉀鈉、鋯鈦酸鉛等，當(dāng)受到 外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸發(fā)生變化,而且內(nèi)部極化，表面 上有電荷出現(xiàn)，形成電場(chǎng); 當(dāng)外力去掉時(shí),表面又重新回到 原來狀態(tài),這就是壓電效應(yīng)。

具有壓電效應(yīng)的材料叫壓電晶體材料。

在壓電式傳感器中，壓電晶體是這樣安裝的,即當(dāng)整個(gè) 傳感器振動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部質(zhì)量塊的慣性力就作用在壓電晶體上。

由牛頓第二定律F=ma可知，質(zhì)量一定時(shí)，慣性力與 加速度成正比,因此傳感器的輸出信號(hào)的大小與它所受到的 振動(dòng)加速度成正比。故壓電式加速度傳感器簡(jiǎn)稱加速度計(jì)。

2.壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)

壓電式加速度傳感器(后述簡(jiǎn)稱加速度計(jì))的結(jié)構(gòu)型式常 見的有兩種。一種是壓縮機(jī)型，即質(zhì)量塊對(duì)壓電晶體施加壓力，一種是剪切型，即質(zhì)量塊對(duì)壓電晶體施加剪切力。

3.壓電式傳感器的多種類型

(1)通用型

它具有良好的綜合特性，能滿足大多數(shù)測(cè)量的需要。它 備有頂面和側(cè)面輸出的兩種連接形式。

靈敏度范圍為10-100 mv/g,重量10-50g。

(2)微型

尺寸小、靈敏度低。適合于測(cè)量高振級(jí)、高頻率的振動(dòng) 及用在輕型結(jié)構(gòu)上。重量在0.4-2g之間。

(3)特殊型

①.三向型，用于測(cè)量三個(gè)互相垂直平面內(nèi)的振動(dòng)。

②.加固型，能承受400C的高溫，更適合于透平機(jī)，發(fā) 電機(jī)及普通工藝設(shè)備和永久性監(jiān)測(cè)。

③.高靈敏度型，具有較高的靈敏度，特別適合于測(cè)量建 筑物及大型機(jī)構(gòu)的低振級(jí)振動(dòng)。

④.小型加固型，用于測(cè)量高振級(jí)的沖擊。

⑤.標(biāo)準(zhǔn)型，用于校準(zhǔn)其它加速度計(jì)。