如何选择传感器的灵敏度和量程？-凯发·k8(国际) - 官方网站·一触即发

本文摘要：压电型式的加速度计是振动测试的最主要传感器。

压电型式的加速度计是振动测试的最主要传感器。虽然压电型加速度计的测量范围长，但因市场上此类加速度计品种繁多，所以给准确的搭配带给一定的可玩性。作为搭配振动传感器的一般原则：准确的搭配应当基于对测量信号以下三方面的分析和估计。

a.被压电型式的加速度计是振动测试的最主要传感器。虽然压电型加速度计的测量范围长，但因市场上此类加速度计品种繁多，所以给准确的搭配带给一定的可玩性。

作为搭配振动传感器的一般原则：准确的搭配应当基于对测量信号以下三方面的分析和估计。a.被测振动量的大小b.被测振动信号的频率范围c.振动测试现场环境以下将针对上述三个方面并参考传感器的涉及技术指标对明确的搭配不作更进一步地辩论传感器的灵敏度与量程范围传感器的灵敏度是传感器的最基本指标之一。

灵敏度的大小直接影响到传感器对振动信号的测量。不难理解，传感器的灵敏度不应根据被测振动量（加速度值）大小而以定，但由于压电加速度传感器是测量振动的加速度值，而在完全相同的偏移幅值条件下加速度值与信号的频率平方成正比，所以有所不同频段的加速度信号大小差距甚大。

大型结构的低频振动其振动量的加速度值可能会非常小，例如当振动偏移为1mm,频率为1Hz的信号其加速度值仅有为0.04m/s2(0.004g)；然而对高频振动当偏移为0.1mm，频率为10kHz的信号其加速度值平均4x105m/s2(40000g)。因此尽管压电式加速度传感器具备较小的测量量程范围，但对用作测量强弱两端频率的振动信号，自由选择加速度传感器灵敏度时应付信号有充份的估算。最常用的振动测量压电式加速度计灵敏度，电压输入型（IEPE型）为50~100mV/g，电荷输入型为10~50pC/g。加速度值传感器的测量量程范围是指传感器在一定的非线性误差范围内所能测量的仅次于测量值。

通用型压电加速度传感器的非线性误差大多为1%。作为一般原则，灵敏度越高其测量范围就越小，反之灵敏度越小则测量范围越大。IEPE电压输入型压电加速度传感器的测量范围是由在线性误差范围内所容许的仅次于输入信号电压所要求，仅次于输入电压量值一般都为±5V。

通过折算就可获得传感器的仅次于量程，即相等仅次于输入电压与灵敏度的比值。必须认为的是IEPE压电传感器的量程除不受非线性误差大小影响外，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大于传感器技术指标得出的量程电压时，传感器的仅次于输入信号就不会再次发生畸变。因此IEPE型加速度传感器的偏置电压平稳与否不仅影响到低频测量也可能会使信号杂讯；这种现象在高低温测量时必须特别注意，当传感器的内置电路在非室温条件下不平稳时，传感器的偏置电压很有可能大大较慢地飘移而导致测量信号忽大忽小。而电荷输入型测量范围则不受传感器机械刚性的制约，在某种程度的条件下传感脆弱芯体不受机械弹性区间非线性制约的仅次于信号输入要比IEPE型传感器的量程小得多，其值大多须要通过实验来确认。一般情况下当传感器灵敏度低，其脆弱芯体的质量块也就较小，传感器的量程就比较较小。

同时因质量块较小其谐振频率就偏高这样就较更容易唤起传感器脆弱芯体的谐振信号，结果使谐振波变换在被测信号上导致信号杂讯输入。因此在仅次于测量范围自由选择时，也要考虑到被测信号频率构成以及传感器本身的自振谐振频率，防止传感器的谐振分量产生。

同时在量程上理应充足的安全性空间以确保信号不产生杂讯。加速度传感器灵敏度的标定方法一般来说使用比较法测验，被校传感器在特定频率（一般来说为159Hz或80Hz）振动的输入与标准传感器读书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通过测量被校传感器对一系列有所不同冲击加速度值的输入号召，取得传感器在其测量范围内输出冲击加速度值和电输入之间的对应关系，再行通过数值计算出来取得与各点之间差值大于的直线，而这直线的斜率即是传感器的冲击灵敏度。冲击传感器的非线性误差可以有两种方法回应：仅有量程偏差或按分段量程的线性误差。前者是指传感器的全量程输入为基准的误差百分数，即无论测量有一点大小其误差皆为按全量程百分数计算出来而得的误差值。

按分段量程的线性误差其计算方法与全量程偏差完全相同，但基准不必仅有量程而是以分段量程来计算误差值。例如量程为20000g的传感器，如全量程偏差为1%，其线性误差在全量程内为200g；但当传感器按分段量程5000g，10000g，20000g来取决于其线性误差，其误差仍为1%时，则传感器在有所不同的3个量程段内线性误差则分别为50g，100g，200g。传感器的测量频率范围传感器的频率测量范围是指传感器在规定的频率响应幅值误差内（±5%,±10%,±3dB）传感器所能测量的频率范围。频率范围的高，低限分别称作低，低频截至频率。

截至频率与误差必要涉及，所容许的误差范围大则其频率范围也就长。作为一般原则，传感器的高频号召各不相同传感器的机械特性，而低频号召则由传感器和后继电路的综合电参数所要求。

高频截止频率低的传感器必定是体积小，轻巧，反之用作低频测量的高灵敏度传感器相对来说则一定体积大和重量轻。传感器的高频测量范围传感器的高频测量指标一般来说由高频截止频率来确认，而一定截止频率与对应的幅值误差互为联系；所以传感器搭配时无法只看截至频率，必需理解对应的幅值误差值。

传感器的频率幅值误差小不仅是测量精度提升，更加最重要的是反映了传感器生产过程中掌控加装精度偏差地能力。另外由于测量对象的振动信号频率带上较宽，或传感器的固有谐振频率过于低，因而被唤起的谐振信号波可能会变换在测量频带内的信号上，导致较小的测量误差。所以在自由选择传感器的高频测量范围时除高频截至频率外，还不应考虑到谐振频率对测量信号的影响；当然这种测量频段外的信号也可通过在测量系统中滤波器给与避免。

一般情况下传感器的高频截止频率与输入信号的形式（即电荷型或低阻电压型）牵涉到；而与传感器的结构设计，生产以及加装形式和加装质量都密切相关。以下表格是对有所不同型式加速度传感器的高频号召不作一个定性的归类.。

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