衝擊加速度感測器

衝擊加速度感測器，採用MEMS技術與微電子技術成果研製而成，集加速度感測器、信號變換器、電源變換器、信號濾波電路、飽和控制與溫度補償於一體，具有微體積、微功耗、微噪聲、高集成、高穩定、高可靠、低溫漂、環境適應性強等特點。

基本介紹

• 中文名：衝擊加速度感測器
• 頻率回響：0.1～10000Hz
• 量程： ±100000g
• 供電電壓：±15±0.5V

引言

在工業自動控制、汽車、地震測量、軍事和空間系統等領域中的許多場合都是用衝擊加速度感測器，由於受工作環境的限制，要求衝擊加速度感測器應具有高的諧振頻率，動態性能要好，以保證快速、準確測試出被測對象的衝擊力或衝擊加速度。

特點及參數

適用於最大量程達100000g 的衝擊加速度參數測量與控制。

量程 ±100000g

頻率回響 0.1～10000Hz

輸出信號 0.15 ±50mv～4800mv(可變) 測量線性度、重複性及遲滯性

均優於1% 供電電壓 ±15±0.5V 功耗

常見結構

衝擊加速度感測器的結構形式多，常見的有柱式、膜片式結構，圖中是我們採用的周邊圓支圓形規膜片結構，中心帶敏感質量塊。靠近圓膜片邊緣應變最大的位置，用擴散參雜法沿徑向110和切向110晶向擴散四個阻值相等的電阻條，經蒸渡鋁電極連結4個性能一致的電阻構成惠斯頓電橋。

技術指標

特點

1、大衝擊測量。

2、重量輕、剛度高、回響快、溫度特性好。

3、隔離浮置。

主要技術指標

動態特性
測量範圍（峰值）	±10,000g
靈敏度(25℃) ±5%	0.5pC/g (160Hz)
頻率回響（±1dB)	1-15,000Hz
安裝諧振頻率	≥55,000Hz
橫向靈敏度比	≤5%
電氣性能
絕緣電阻	>10 Ω
電容	～4PF
極性	正
環境特性
工作溫度	-54℃～+150℃
溫度回響	見附圖
物理特性
結構形式	剪下
殼體材料	304不鏽鋼
輸出方式	頂端M5
安裝方式	M6
壓電材料	石英
重量	～10克
附屬檔案
安裝螺栓	M6
電纜線	雙頭M5低噪聲禁止電纜2米

感測器的選擇

靈敏度的選擇

加速度感測器產品介紹給出了參考量程範圍，目的是讓用戶在眾多不同靈敏度的加速度感測器中能方便地選出合適的產品，最小加速度測量值也稱最小解析度，考慮到後級放大電路噪聲問題，應儘量遠離最小可用值，以確保最佳信噪比。

最大測量極限要考慮加速度感測器自身的非線性影響和後續儀器的最大輸出電壓，估算方法：最大被測加速度×感測器的電荷/電壓靈敏度，以上數值是否超過配套儀器的最大輸入電荷/電壓值，建議如已知被測加速度範圍可在感測器指標中的“參考量程範圍”中選擇（兼顧頻響、重量），同時，在頻響、重量允許的情況下，靈敏度可考慮高些，以提高后續儀器輸入信號，提高信噪比。

頻率選擇

生產廠給出的頻響曲線是用螺釘安裝的，一般將曲線分成二段：諧振頻率和使用頻率。使用頻率的給值是按靈敏度偏差給出，有±10%、±5%、±3dB。諧振頻率一般是避開不用，但也有特例，如軸承故障檢測。

選擇加速度感測器的頻率應高於被測物的振動頻率，有倍頻分析要求的加速度感測器頻回響更高。土木工程是低頻，加速度感測器可選擇0.2Hz～1kHz左右，機械設備一般是中頻段，可根據設備轉速、設備剛度等因素綜合估計頻率，選擇0.5Hz～5kHz的加速度計。衝擊測量高頻居多。

加速度感測器的安裝方式不同也會改變使用頻響（對振動值影響不大），安裝面要平整、光潔，安裝選擇應根據方便、安全的原則。

加速度感測器的重量、靈敏度與使用頻率成反比，靈敏度高，重量大，使用頻率低，這也是選擇的技巧。

內部結構

內部結構是指敏感材料晶體片感受振動的方式及安裝形式，有壓縮和剪下兩大類，常見的有中心壓縮、平面剪下、三角剪下、環型剪下。中心壓縮頻響高於剪下型，剪下型的環境適應性好於中心壓縮型。如配用積分型電荷放大器測量速度、位移時，最好選用剪下型產品，這樣所得信號波動小，穩定性好。