dm8220n压值由于惯性力的作用,当压阻元件上产生的应变为ε时,则电桥输出电压为

uc=uΚe (对恒压源)           (9-28)

uc=rorkse (对恒流源)           (9-29)

式中 yo~电源电压;

ks一电阻元件灵敏系数;

e t应变量;

r 电桥桥臂电阻;

ro一恒流源电流。

传感器在加速度四的作用下产生的惯性力为

f=u-p

悬臂梁根部所受的应力为

6j=σ1=t77・ui

式中  h一质量块的质量(kg);

3、4 悬臂梁的宽度与厚度(m);

j一质量块中心至悬臂梁根部的距离(m);

k 加速度(g)。

悬臂梁根部产生的应变为

6e1=ue・u-5z

式中 e一单晶硅的弹性模量。

为了保证输出有良好的线性,设计时一般悬臂梁根部的应变值不应超过400~500ue,压阻式加速度传感器测量振动加速度时,固有频率应按下式计算:压电式加速度传感器是以压电材料为转换元件,输出与加速度成正比的电荷或电压的装置。由于它具有结构简单、工作可靠等一系列优点,目前已成为冲击振动测量技术中广泛使用的一种传感器。世界各国作为量值传递标准的高频和中频标准加速度传感器,都是压电式的。由此可见,质量优良的压电式加速度传感器在精度、长时间稳定性等方面都有独到之处。目前,它的应用范围很广,约占目前所使用的各种加速度传感器总数的80%。压电式加速度传感器量程大,频带宽,体积小,重量轻,安装简单,适用于各种恶劣环境。它广泛地应用于航空、航天、造船、车辆、电气等各系统的振动、冲击测试。在大型客运飞机上,为保证飞行安全,就装有压电式加速度传感器振动监测仪表系统。例如,在b747客机上安装监测用的压电式加速度传感器多达百余个。

因为ug/ca,所以,电荷灵敏度与电压灵敏度之间有以下关系:

Κ7=caku              (9~36)

式中ca为压电传感器的内部电容(f)。

结构特点,压缩型加速度传感器,一般压缩型,如图9-68中(a)所示,通过拧紧质量块对压电元件施加预压缩力。这种类型的传感器结构简单,灵敏度高,频率响应高。但对环境影响(如声学噪声、基座应变、瞬变温度等)比较敏感。这是由于其外壳本身就是弹簧 质量系统中的一个弹簧,它与压电元件的弹簧并联。因此,壳体所受的任何应力和温度变化都将影响压电元件,传感器产生较大的干扰信号。

图9-68 压电式加速度传感器的结构,(a)一般压缩型;(b)中心压缩型;(c)基座隔离压缩型,(d)倒置申心压缩型。1一外壳,2一质量块;3一压电元件;4一基座;5一中心柱;6一螺母;7一硬弹簧。

中心压缩型,如图9-68中(b)所示。它具有一般压缩型所具有的灵敏度高、频响高的优点。而且克服了壳体对环境敏感的缺点。这是因为弹簧、质量块和压电元件通过中心柱,用螺母牢固地拧紧在基座上,而不与外壳直接接触,外壳仅起保护作用。但这种结构仍然要受到基座应变和热应力的影响。

基座隔离压缩型,如图9-68中(c)所示。由于采用了特殊形状的基座,因此降低了基座应变和热应变力对压电元件的影响。

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