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在低頻下如何使用壓電加速度傳感器

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2018-08-13

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【導(dǎo)讀】由于低頻振動(dòng)加速度信號(hào)都微小而高阻抗小電荷信號(hào)非常容易受干擾;因此本文針對(duì)此情況內(nèi)置電路加速度傳感器日趨普遍情況下應(yīng)盡量選用電噪聲比較小低頻特性優(yōu)良低阻抗電壓輸出型壓電加速度傳感器傳感器低頻截止頻率與傳感器高頻截止頻率類同低頻截止頻率指所規(guī)定傳感器頻率響應(yīng)幅值誤差(±5% ±10% 或±3dB)內(nèi)傳感器所能測(cè)量低頻率信號(hào)誤差值越大其低頻截止頻率也相對(duì)越低所同傳感器低頻截止頻率指標(biāo)必須相同誤差條件下進(jìn)行比較圖1:壓電式加速度傳感器低阻抗電壓輸出型傳感器低頻特性由傳感器敏感芯體和內(nèi)置電路綜合電參數(shù)所決定其頻率響應(yīng)特性用模擬電路階高通濾波器特性來(lái)描述所傳感器低頻響應(yīng)和截止頻率完全用階系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)來(lái)確定從實(shí)用角度來(lái)看由于傳感器甚低頻頻率響應(yīng)標(biāo)定比較困難而通過(guò)傳感器對(duì)時(shí)間域內(nèi)階躍信號(hào)響應(yīng)測(cè)得傳感器時(shí)間常數(shù);因此利用傳感器低頻響應(yīng)與階高通濾波器特性幾乎致特點(diǎn)通過(guò)計(jì)算方便地獲得傳感器低頻響應(yīng)和與其對(duì)應(yīng)低頻截至頻率傳感器靈敏度低頻噪聲特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍低頻測(cè)量傳感器般要求有比較高靈敏度滿足低頻小信號(hào)測(cè)量靈敏度增加往往有限加速度傳感器靈敏度能達(dá)10V/g 或更高靈敏度高往往帶來(lái)其負(fù)面效應(yīng)比傳感器穩(wěn)定性抗過(guò)載能力及對(duì)周邊環(huán)境干擾敏感性因此追求過(guò)高靈敏度并定能解決微小信號(hào)測(cè)量相反高分辨率和低噪聲傳感器工程應(yīng)用往往更容易解決實(shí)際問(wèn)題所選用具有低電噪聲傳感器低頻測(cè)量尤重要圖2:壓電式加速度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)了表明傳感器所能測(cè)量小信號(hào)大部分商業(yè)化加速度計(jì)也都提供分辨率或電噪聲指標(biāo)國(guó)內(nèi)絕大部分傳感器寬帶電噪聲指標(biāo)般都標(biāo)20μV而BW-sensor寬帶電噪聲指標(biāo)已降低10μV而對(duì)低頻小信號(hào)測(cè)量來(lái)說(shuō)僅提供寬頻帶電噪聲并能完全反映傳感器低頻范圍內(nèi)加速度測(cè)量分辨率;因由內(nèi)置電路引起低頻噪聲大小與頻率倒數(shù)成正比即所謂1/f噪聲當(dāng)測(cè)量頻率低時(shí)傳感器電噪聲輸出按指數(shù)幅度增長(zhǎng)所傳感器低頻電噪聲數(shù)值與寬帶電噪聲指標(biāo)完全同而且頻率越低種差別越明顯因此用于甚低頻測(cè)量傳感器其分辨率常用傳感器輸出電噪聲功率譜密度表示此指標(biāo)實(shí)用意義傳感器特定頻率下噪聲大小其單位般用μV/√Hz或μg/√Hz來(lái)表示BW-sensor 內(nèi)置電路電噪聲功率譜密度典型值3μV/√Hz@ 10 Hz傳感器瞬態(tài)溫度響應(yīng)對(duì)低頻測(cè)量影響由于壓電陶瓷特性壓電式加速度計(jì)對(duì)溫度突變化都會(huì)產(chǎn)生同程度電荷輸出傳感器瞬態(tài)溫度響應(yīng)指標(biāo)衡量傳感器對(duì)溫度變化敏感程度對(duì)低頻測(cè)量尤重要由于低頻測(cè)量信號(hào)小而傳感器因環(huán): 回答者：網(wǎng)友

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