加速度計是測量作用在物體上的加速力的機電設(shè)備。它們具有不同的尺寸、形狀和技術(shù)，可以測量低至 2g 級到 200,000g 級的振動水平。使用正確的工具為工程應(yīng)用中的測試和測量活動獲取準確的數(shù)據(jù)至關(guān)重要。選擇合適的加速度計需要詳細了解測量應(yīng)用和預期結(jié)果，例如用戶是否需要計算速度或位移數(shù)據(jù)。
加速度計有兩種類型：交流響應(yīng)加速度計和直流響應(yīng)加速度計。交流響應(yīng)加速度計通常采用壓電材料設(shè)計，產(chǎn)生與加速度成比例的電輸出。傳感元件看起來像一個具有有限內(nèi)阻的源電容器，形成 RC 時間常數(shù)。因此，交流加速度計不適合測量重力或離心加速度等靜態(tài)加速度。直流響應(yīng)加速度計可以響應(yīng)零赫茲，使其成為測量靜態(tài)和動態(tài)加速度的理想選擇。
交流加速度計通常使用壓電元件作為其傳感機制。壓電元件移動電荷，產(chǎn)生與加速度成比例的電信號。交流壓電加速度計有電荷型壓電式或電壓型 IEPE 壓電式。
電荷型壓電加速度計 提供寬廣的動態(tài)范圍和高于 10kHz 的可用帶寬。它通常與電荷放大器連接，以避免與電纜電容相關(guān)的問題。由于其工作溫度范圍為 -200 o C 至 +750 o C，充電型壓電加速度計通常被考慮用于極端環(huán)境中的振動測量應(yīng)用，例如渦輪機或燃氣發(fā)動機監(jiān)測。
電壓型 IEPE 加速度計具有微電子電路，可將電荷放大器合并到加速度計外殼內(nèi)。因此，它只能在最高工作溫度僅為175 o C的環(huán)境中使用。與電荷式壓電加速度計不同，IEPE加速度計的滿量程測量范圍是由內(nèi)部放大器預先確定的。該放大器已在工廠預設(shè)，用戶無法更改。
壓阻式和 MEMS（微機電傳感）電容式傳感技術(shù)是直流響應(yīng)加速度計設(shè)計中最常用的技術(shù)。
壓阻式加速度計可以是氣體阻尼（MEMS 類型）或流體阻尼（應(yīng)變計類型）。它易于連接，但對溫度變化極其敏感。因此，有必要通過板載信號調(diào)節(jié)或外部來補償溫度變化。壓阻式加速度計的輸出信號具有出色的信噪比，僅受橋式放大器質(zhì)量的限制。由于這些固有特性及其寬帶寬能力，壓阻式加速度計最適合測量高 g 加速度，例如汽車沖擊測試和武器測試。
MEMS電容式加速度計采用 MEMS 制造技術(shù)來適應(yīng)大批量制造應(yīng)用。由于其設(shè)計和氣體阻尼，電容式加速度計的帶寬較低，僅為幾百赫茲，測量范圍有限，小于 200g。然而，它們?yōu)?OEM 設(shè)備中的可靠應(yīng)用提供了高信號穩(wěn)定性和良好的線性度。 MEMS電容式加速度計最適合測量低頻和低g加速度，例如建筑結(jié)構(gòu)和地震監(jiān)測。
選擇加速度計的主要問題是了解用戶是否需要測量動態(tài)加速度（例如振動）或靜態(tài)加速度（例如沖擊、重力或運動）。根據(jù)用戶的偏好，他們可以使用交流或直流響應(yīng)加速度計來測量動態(tài)加速度。然而，他們只能使用直流響應(yīng)加速度計來測量低頻或靜態(tài)加速度，以便根據(jù)加速度數(shù)據(jù)準確計算位移或速度。
靈敏度
加速度計靈敏度用設(shè)備加速度（輸入）的變化與輸出信號的差值之比來表示。它在特定的電源電壓下指定并以 mV/ g表示。通常，低靈敏度加速度計測量高幅度信號，高靈敏度加速度計測量低幅度信號。例如，MEMS 電容式等直流響應(yīng)加速度計通常具有高靈敏度，可在地震和地震測量等巖土測試應(yīng)用中測量超低頻振動。它們與低噪聲電纜連接，以最大限度地減少測量鏈的測量誤差。
測量軸數(shù)
工業(yè)振動測量常常需要在多個測量軸和坐標上進行復雜的測量。確定正確的軸以定義加速度計的安裝方式至關(guān)重要。不正確的安裝配置將產(chǎn)生不代表實際情況的無關(guān)數(shù)據(jù)。
用戶可以選擇安裝多個單軸加速度計或多軸加速度計，用于多坐標的測量應(yīng)用。然而，在一個測量鏈中使用多個加速度計需要每個傳感器分階段輸出，以準確評估機器狀況。這種配置使振動分析過程變得復雜，并增加了輸出數(shù)據(jù)出錯的風險。此外，如果測量空間有限，安裝三個獨立的單元可能不切實際。在這種情況下，使用三軸加速度計等多軸振動傳感器是理想的解決方案。三軸加速度計可以同時測量三個正交軸上的振動，提供單個集成輸出以進行快速、準確的相位分析。
加速度計采用各種傳感技術(shù)設(shè)計，每種技術(shù)對于利基測量應(yīng)用都有優(yōu)點和缺點。在設(shè)計新的測量系統(tǒng)時，我們需要確保傳感器收集正確的數(shù)據(jù)。我們只能通過了解每種技術(shù)和我們的測試要求才能實現(xiàn)這一目標，然后再做出正確的選擇。
一般來說，靜態(tài)或低頻加速度只能使用直流響應(yīng)加速度計來測量。 MEMS 電容式加速度計具有良好的信號穩(wěn)定性和低噪聲，是 OEM 制造商的理想低成本選擇。它們的測量范圍和測量帶寬受到限制。壓阻式加速度計提供寬帶寬和高 g 加速度測量能力，適用于沖擊測試和沖擊測試應(yīng)用
另一方面，用戶可以選擇直流響應(yīng)或交流響應(yīng)加速度計（例如電荷型壓電加速度計或 IEPE 加速度計）來測量動態(tài)加速度或振動。對于此應(yīng)用，選擇直流響應(yīng)或交流響應(yīng)加速度計取決于偏好問題。如果用戶需要在高溫環(huán)境下進行測量，電荷式加速度計是唯一可行的選擇。電壓型 IEPE 加速度計由于其緊湊的尺寸以及與幾乎所有現(xiàn)代信號調(diào)節(jié)器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的直接接口，在其他應(yīng)用中更受歡迎。
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