M68Z128W-70N1温度成比例的应变值而输出电信号。

常用的应变式加速度传感器是等强度梁。图6-453所示的是几种梁式应变加速度传感器的示意图。

几种梁式应变加速度传感器示意图,电容式加速度传感器,图6-454为一种空气阻尼的电容式加速度传感器。该传感器采用差动式结构,有两个固定电极,两极板之间有一用弹簧支撑的质量块,此质量块的两个端平面经过磨平抛光后作为可动极板。当传感器测量测量方向上的振动时,由于质量块的惯性作用,使两固定极板相对质量块产生位移,使Cl、C2中一个增大,另一个减小。

压阻式加速度传感器,压阻式加速度传感器通常采用矩形硅悬臂梁结构,一种电容式加速度传感器   在硅悬1――固定电极;2一质量块(动电极);3一绝缘体;4一弹簧片由端,装有敏感质量块。靠近悬臂梁的根部,扩散四个性能一致的电阻,构成惠斯登电桥。其结构形式如图所示。

当悬臂梁自由端的质量块敏感外界加速度作用时,将其感受到的加速度转变为惯性力,使悬臂梁受到弯矩的作用而产生应力。此时硅梁上扩散的四个电阻条阻值发生变化,从而使惠斯登电桥产生不平衡,而输出与外界加速度成正比的电心,硅悬臂梁结构1一硅梁基座;2一压阻元件;3一硅梁;4一质量块压值。

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=uΚ∶e (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=uk

悬臂梁根部所受的应力为

6仍J

σ1=u∶y77・ui

式中  u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);

jk―加速度(g)。

悬臂梁根部产生的应变为

e1=ui∶E・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400~500 ue。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。

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