压电式加速度传感器原理及应用

压电式传感器原理:

压电式传感器是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。

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传感器子组件结构图 

压电式传感器分类:

压电式传感器主要分为压电式压力传感器、压电式力传感器、压电式加速度传感器。压电式压力传感器目前使用晶体主要是石英晶体和压电陶瓷(高温),压电式力传感器目前使用晶体主要是石英晶体ɑ-SiO2,压电式加速度传感器目前使用晶体主要是压电陶瓷

压电式传感器的主要性能参数

灵敏度、频率特性、横向效应、精度、绝缘电阻、环境特性、电缆噪声、压电传感器的零漂。

压电式加速度传感器工作原理

当发动机正常运转时, 机体本身存在着振动信号,该信号有其自身的频率特征。当发动机存在故障时,其振动特征是和正常运转的振动特征不同的。通过过滤噪声, 提取和判断振动特征, 能够实现故障判断, 以便于及时处理故障。通过振动传感器获取电荷信号、将信号传输至信号调理器进行信号放大调理、并传输至数据采集器的动态信号输入端口、或通过振动传感器获取电流或电压信号、将信号传输至使用软件对振动信号进行能带及频带分析、对齿轮、发动机压气机涡轮等旋转部件进行结构健康状态监测对早期故障做出及时诊断和及时报警。

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压电振动传感器工作原理图

应用领域:

可用于航空航天、船舶、兵器工业、高铁(轨道交通)、能源、以及地震,建筑物、大坝、桥梁、核工业、矿井等的振动检测,也可以用于军用布防、预警、潜艇侦测、山体滑坡侦测等