压电式加速度传感器：原理、结构与选型指南_第1页
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文档简介

压电式加速度传感器基于压电效应，通过质量块的惯性力作用于压电元件产生电荷信号，实现加速度的机电转换。1、工作原理与核心机制压电式加速度传感器的核心原理是利用压电材料，将机械振动转化为电信号。具体过程可分为三个关键环节：惯性力传递：当传感器基座与被测物体同步振动时，内部质量块因惯性产生与加速度成正比的惯性力F=m×a压电转换：该惯性力通过预压弹簧传递到压电元件（如石英晶石或压电陶瓷），使其发生机械形变。根据正压电效应，压电元件表面产生电荷量Q=dij×F信号输出：产生的电荷经高输入阻抗前置放大器转换为电压信号，最终输出与加速度成正比的电信号。2、压电效应某些晶体在一定方向上受力变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷。当外力去除后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称为“压电效应”。3、固定方式传感器的安装方式会直接影响其测量精度和动态响应特性，不同的安装方式适用于不同的测量场景。常见的安装方式有螺纹安装、粘接安装、磁吸安装、手持探针安装等。螺纹安装：螺纹安装是一种较为牢固和可靠的安装方式，能够确保传感器与被测量物体之间的良好耦合，减少安装间隙对测量结果的影响。粘接安装：粘接安装是通过专用的粘接剂将传感器固定在被测量物体表面，这种安装方式操作简单、方便快捷，且不会对被测量物体造成损伤，适用于被测量物体表面不允许打孔或安装空间有限的场合。磁吸安装：磁吸安装是利用磁铁的吸引力将传感器固定在被测量物体表面，这种安装方式具有安装和拆卸方便快捷的优点，适用于需要频繁更换测量位置或被测量物体为磁性材料的场合。但磁吸安装的稳定性和耦合性相对较差，在强振动或高速运动的情况下，传感器容易发生位移或脱落，因此通常适用于对测量精度要求不高的临时测量或调试场合。手持探针安装：手持探针安装是通过人工手持探针将传感器与被测量物体表面接触进行测量，这种安装方式灵活性高，适用于难以进行固定安装或需要对多个测量点进行快速检测的场合。4、输出方式压电式加速度传感器的输出方式主要有电荷输出型和电压输出型两种，在选型时需要根据后续测量设备的类型和需求来选择合适的输出方式。电荷输出型：电荷输出型传感器的输出信号是电荷量，其输出阻抗较高，通常需要与电荷放大器配合使用，将电荷信号转换为电压信号后再进行后续处理。电荷输出型传感器具有测量范围宽、频率响应好、受电缆长度影响小等优点，适用于对测量精度和频率范围要求较高的场合。电压输出型：电压输出型传感器内部集成了电荷放大器或电压放大器，能够直接输

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