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HYDAC傳感器是什么信號的傳感器
HYDAC傳感器是是一種典型的自發(fā)電式傳感器,它是以某些晶體受力后在其表面產生電荷的壓電效應為轉換原理的傳感器。
HYDAC傳感器又稱壓電加速度計。它也屬于慣性式傳感器。它是利用某些物質如石英晶體的壓電效應,在加速度計受振時,質量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動頻率遠低于加速度計的固有頻率時,則力的變化與被測加速度成正比。
HYDAC傳感器加速度計的上限頻率取決于幅頻曲線中的共振頻率。一般小阻尼(z《=0.1)的加速度計,上限頻率若取為共振頻率的1/3,便可保證幅值誤差低于1dB(即12%);若取為共振頻率的1/5,則可保證幅值誤差小于0.5dB(即6%),相移小于30。
但共振頻率與加速度計的固定狀況有關,加速度計出廠時給出的幅頻曲線是在剛性連接的固定情況下得到的。實際的固定方法往往難于達到剛性連接,因而共振頻率和上限頻率都會有所下降。
HYDAC傳感器的固定方法
采用鋼螺栓固定,是使共振頻率能達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,影響加速度計的輸出。
HYDAC傳感器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。需要緣時可用緣螺栓和云母墊片來固定加速度計,但墊圈應盡量簿。用一層簿蠟把加速度計粘在試件平整表面上,也可用于低溫(40℃以下)的場合。
手持探針測振方法,在多點測試時特別方便,但測量誤差較大,重復性差,上限頻率一般不高于1000Hz。用磁鐵固定加速度計,方便,多在低頻測量中。此法也可使加速度計與試件緣。
HYDAC傳感器用硬性粘接螺栓或粘接劑的固定方法也長。某種典型的加速度計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,云母墊片28kHz,涂簿蠟層29kHz,手持法2kHz,磁鐵固定法7kHz。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應表示為200mV/mm。
當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數。
提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。
分辨率
分辨率是指傳感器可感受到的被測量的小變化的能力。也就是說,如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時,傳感器的輸出不會發(fā)生變化,即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨率時,其輸出才會發(fā)生變化。
通常傳感器在滿量程范圍內各點的分辨率并不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產生階躍變化的輸入量中的大變化值作為衡量分辨率的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負相相關性。
選型原則
要進行—個具體的測量工作,要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為,即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據被測量的特點和傳感器的條件考慮以下一些具體問題:量程的大?。槐粶y位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,產還是進口,能否承受,還是自行研制。 [6]
在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體指標。
靈敏度的選擇
通常,在傳感器的線性范圍內,希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時,與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大,有利于信號處理。但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統(tǒng)放大,影響測量精度。因此,要求傳感器本身應具有較高的信噪比,盡量減少從外界引入的干擾信號。
HYDAC傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。
HYDAC傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內保持不失真。實際上傳感器的響應總有—定延遲,希望延遲時間越短越好。
傳HYDAC傳感器的頻率響應越高,可測的信號頻率范圍就越寬。
在動態(tài)測量中,應根據信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應特性,以免產生過大的誤差。
線性范圍
傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講,在此范圍內,靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時,當傳感器的種類確定以后要看其量程是否滿足要求。
但實際上,任何傳感器都不能保證的線性,其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時,在一定的范圍內,可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,這會給測量帶來極大的方便。