1. 振動(dòng)加速度傳感器的選擇及維護(hù)
壓電式加速度傳感器又稱(chēng)壓電加速度計(jì)。它屬于慣性式傳感器,是利用某些物質(zhì)如石英晶體、壓電陶瓷的壓電效應(yīng),在加速度計(jì)受振時(shí),質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率時(shí),則力的變化與被測(cè)加速度成正比。壓電式加速度傳感器因?yàn)榫哂袦y(cè)量頻率范圍寬、量程大、體積小、重量輕、對(duì)被測(cè)件的影響小以及安裝使用方便,所以成為的振動(dòng)測(cè)量傳感器。
1.1. 加速度計(jì)的選擇
靈敏度:應(yīng)根據(jù)所測(cè)振動(dòng)或沖擊的量級(jí)來(lái)選擇合適的靈敏度.通常測(cè)量低g值振動(dòng)或沖擊選用高靈敏度,測(cè)量高g值振動(dòng)或沖擊選擇低靈敏度。
頻率響應(yīng):壓電加速度計(jì)應(yīng)有足夠的頻率響應(yīng),以使其能測(cè)量試驗(yàn)所需要的頻率范圍。
溫度范圍:要考慮加速度計(jì)能耐受進(jìn)行測(cè)量的環(huán)境,以得到精確的數(shù)據(jù)。
重 量:加速度計(jì)的重量會(huì)改變被測(cè)結(jié)構(gòu)物的響應(yīng)。
另外,基座應(yīng)變靈敏度、瞬變溫度響應(yīng)、自振頻率、橫向振動(dòng)比等都要結(jié)合測(cè)試進(jìn)行綜合考慮。通常加速度計(jì)和與之配套的信號(hào)適調(diào)儀組成加速度計(jì)套組一起工作,這樣組成的加速度計(jì)系統(tǒng)應(yīng)更加適合于預(yù)期的應(yīng)用場(chǎng)合。整個(gè)套組的精確度更多地受加速度計(jì)特性,諸如橫向靈敏度、基座應(yīng)變靈敏度、溫度響應(yīng)等的影響,而信號(hào)適調(diào)儀的非線性度、諧波失真度、頻率響應(yīng)的不平度等的影響與加速度計(jì)相比通常是可以忽略的。
1.2. 加速度計(jì)安裝方式的考慮
鋼螺栓:采用鋼螺栓固定,是共振頻率能達(dá)到出廠共振頻率的方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔,以免引起基座 變形,影響加速度計(jì)的輸出。在安裝面上涂一層硅脂可增加不平整安裝表面的連接可靠性。需要絕緣時(shí)可用絕緣螺栓和云母墊片來(lái) 固定加速度計(jì),但墊圈應(yīng)盡量簿。
用一層薄蠟把加速度計(jì)粘在試件平整表面上,也可用于低溫(40℃以下)的場(chǎng)合。
手持探針測(cè)振方法,在多點(diǎn)測(cè)試時(shí)使用特別方便,但測(cè)量誤差較大,重復(fù)性差,使用上限頻率一般不高于 1000Hz。
用專(zhuān)用磁鐵固定加速度計(jì),使用方便,多在低頻測(cè)量中使用。此法也可使加速度計(jì)與試件絕緣。
用硬性粘接螺栓或粘接劑的固定方法也經(jīng)常使用。
某種典型的加速度計(jì)采用上述各種固定方法的共振頻率分別約為:
鋼螺栓固定法31kHz;
涂薄蠟層29kHz;
云母墊片28kHz;
磁鐵固定法7kHz;
手持法2kHz。
1.3. 關(guān)于TEDS傳感器
TEDS是英文Transducer Electronic Data Sheet的縮寫(xiě),意為傳感器電氣數(shù)據(jù)表。是在傳感器內(nèi)部設(shè)置了固定的存儲(chǔ)器,用于存儲(chǔ)傳感器的有關(guān)信息。傳感器生產(chǎn)廠家將諸如生產(chǎn)廠商名稱(chēng)、傳感器類(lèi)型、模式、序列號(hào)、標(biāo)定數(shù)據(jù)等原始信息存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器中,剩余的存儲(chǔ)空間可以讓用戶(hù)加入如通道號(hào)、安裝方式、安裝位置、安裝方向及標(biāo)簽號(hào)等。特別是傳感器序列號(hào)對(duì)每個(gè)傳感器來(lái)說(shuō)都是的。TEDS傳感器有利于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的分布式測(cè)試。在傳感器數(shù)量和種類(lèi)應(yīng)用眾多的測(cè)試場(chǎng)合,如何跟蹤這些傳感器和生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和跟蹤。TEDS提供了一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的有效手段。測(cè)試系統(tǒng)可隨時(shí)調(diào)出數(shù)據(jù)表格對(duì)這些傳感器的參數(shù)進(jìn)行校對(duì)和修正。因此可以減少筆誤,實(shí)現(xiàn)傳感器的自動(dòng)定位,縮短測(cè)試時(shí)間。
YMC PIEZOTRONICS INC的ID號(hào)為103,公司IEPE傳感器均實(shí)現(xiàn)并支持TEDS功能,符合和兼容IEEE1451.4標(biāo)準(zhǔn)。TEDS功能的傳感器也可以直接與普通恒流源連接作一般IEPE傳感器使用。