淺談VS-2振動速度傳感器測試時靈敏度的影響
更新時間：2018-09-26 點(diǎn)擊次數(shù)：1845次
淺談VS-2振動速度傳感器測試時靈敏度的影響
振動試驗(yàn)中，我們對控制點(diǎn)、監(jiān)測點(diǎn)等的振動量值大多是通過VS-2振動速度傳感器采樣得到的，該數(shù)值的正確性、可信性，直接影響到對試驗(yàn)的結(jié)果的判定。影響振動試驗(yàn)中振動量值的正確獲得，除了與VS-2振動速度傳感器的安裝位置、試件的安裝等外，還跟傳感器的技術(shù)指標(biāo)有關(guān)，它是得到振動量值的直接也是重要的單元之一。本文結(jié)合理論及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，介紹振動試驗(yàn)中壓電式VS-2振動速度傳感器的靈敏度選擇。
壓電式VS-2振動速度傳感器的靈敏度有兩種表示方法，一個是電荷靈敏度Sq，另一個是電壓靈敏度Sv，其電學(xué)特性等效電路
壓電片上承受的壓力為F1=ma，在壓電片的工作表面上產(chǎn)生的qa與被測振動的加速度a成正比：即
Qa=Sqa
其中，比例系數(shù)Sq就是壓電式加速度傳感器的電荷靈敏度，量綱是[pC/ms?]。傳感器的開路電壓：
Ua=Qa/Ca
式中，Ca為傳感器的內(nèi)部電容量，對于一個特定的傳感器來說，Ca為一個確定值。所以也就是說，加速度傳感器的開路電壓Ua也與被測加速度a成正比，比例系數(shù)Sv就是壓電式加速度傳感器的電壓靈敏度，量綱是[mV/ms?]。
Ua=(Sq/Ca)*a
在VS-2振動速度傳感器的使用說明書上所標(biāo)出的電壓靈敏度，一般是指在限定條件下的頻率范圍內(nèi)的電壓靈敏度Sv。在通常條件下，當(dāng)其它條件相同時，幾何尺寸較大的加速度傳感器有較大的靈敏度。使用說明書上還會給出小加速度測量值，也稱小分辨率，考慮到后級放大電路噪聲問題，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離小可能值，以確保佳信噪比。大測量極限要考慮加速度傳感器自身的非線性影響和后續(xù)儀器的大輸出電壓。
估算方法：
被測加速度×傳感器電荷（電壓）靈敏度，其數(shù)值是否超過配套儀器的大輸入（電壓）值。
如已知被測加速度范圍可在傳感器指標(biāo)中的參考量程范圍中選擇（兼顧頻響、重量），同時，在頻響、質(zhì)量允許的情況下，盡量選擇高靈敏度的傳感器，以提高后續(xù)儀器輸入信號，提高信噪比。
在兼顧頻響、質(zhì)量的同時，可參照以下范圍選擇傳感器靈敏度：
振動加速度在1ms?~100ms?左右，可選300pC/ms?~30pC/ms的加速度傳感器；
振動加速度在100ms?~1000ms?，可選擇20pC/ms?~2pC/ms的加速度傳感器；
碰撞、沖擊測量一般10000ms?~1000000ms?，可選擇0.2pC/ms?~0.002pC/ms的VS-2振動速度傳感器。
