ICP传感器是内装微型IC放大器的压电加速度传感器,它将传统的压电加速度传感器与电荷放大器集于一体,能直接和记录、显示和采集设备连接,简化了测试系统,提高了测试精度和可靠性。
ICP加速度传感器有许多种规格,每种传感器都有其特别适用的场合。因此,为获得高保真的测试数据,需要用户根据自己的测试要求选择适合的压电加速度传感器。通常加速度传感器的选用主要权衡因素有三点:重量、频率响应、和灵敏度。
1、重量
传感器作为被测物体的附加重量,必然会影响其运动状态。如果传感器的的重量接近被测物体的动态质量,则被测物体的振动就会受到影响而明显减弱。特别是有些物体虽然其本身质量较大,但是传感器安装在其局部,例如一些薄壁结构,传感器的质量已经和被测物体的局部质量相近了,也会明显影响其局部的振动状况。因此要求传感器的被测质量Ma远小于传感器安装点的动态质量M。
由于传感器的质量的影响,会使被测构件的加速度a降低,因此其降低的加速度△a可用下式估算:△a=a[1-M/(M+Ma)]。
2、频率选择
制造商给出的加速度传感器的频响曲线是用螺钉刚性连接安装的。
一般将曲线分成二段:谐振频率和使用频率。使用频率是按灵敏度偏差 给出的,有±10%、±5%、±3dB。谐振频率一般是避开不用的,但也有 特例,如轴承故障检测。选择加速度传感器的频率范围应高于被测试件的振动频率。有倍频 分析要求的加速度传感器频率响应应更高。土木工程一般是低频振动, 加速度传感器频率响应范围可选择0.2Hz~1kHz,机械设备一般是中频 段,可根据设备转速、设备刚度等因素综合估算振动频率,选择 0.5Hz~ 5kHz 的加速度传感器。如发电机转速在3000rms 时,除以60s 此时它的 主频率为 50Hz。碰撞、冲击测量高频居多。
加速度传感器的安装方式不同也会改变使用频响(对振动值影响不 大)。
安装面要平整、光洁,安装选择应根据方便、安全的原则。我们给 出同一只 AD100S 加速度传感器(传感器灵敏度为100mV/g)不同安装方式的使用频率:螺钉刚性连接 (±10%误差)10kHz;环氧胶或“502”粘接安装 6kHz;磁力吸座安装 2kHz;双面胶安装 1kHz。由此可见,安装方式的不同对测试频率的响应 影响很大,应注意选择。加速度传感器的质量、灵敏度与使用频率成反比,灵敏度高,质量 大,使用频率低,这也是选择的技巧。
3、灵敏度
灵敏度越高,系统信噪比就越大,而抗干扰能力和分辨率也就越好。但就特定结构的传感器而言,灵敏度越高,传感器的重量越高,量程和谐振频率越低。因此灵敏度受到重量、频率响应、和量程的制约。一般,用户在满足重量、频响和量程的情况下,应该选择灵敏度较大的传感器。这样可以降低信号调理器的增益,提高系统的信噪比。