美國(guó)ENDEVCO加速度傳感器的工作原理及安裝注意事項(xiàng)
美國(guó)Endevco（恩德?？耍┕境闪⒂?947年，是一家具有70年歷史的研發(fā)和生產(chǎn)各種測(cè)量用傳感器及測(cè)試系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)企業(yè)。Endevco生產(chǎn)的加速度傳感器工作溫度可以從低溫-269℃到*溫+760℃(6243MX，2273AM20)，振動(dòng)條件從DC響應(yīng)到200000g沖擊(7270，2225M)，壓力傳感器的滿(mǎn)量程壓力值從1到20000 psi（8511A，8515C）；全自動(dòng)加速度傳感器校準(zhǔn)系統(tǒng)CAACS（振動(dòng)校準(zhǔn)0.5Hz到40000Hz，沖擊校準(zhǔn)20g到10000g）
ENDEVCO加速度傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域：
Endevco生產(chǎn)研發(fā)生產(chǎn)的傳感器及配套儀器在*被廣泛應(yīng)用于各種研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，尤其是航空、航天、船舶、汽車(chē)、鐵路、石化、計(jì)量研究及其他多種領(lǐng)域。其產(chǎn)品的高性能、高可靠性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、耐久性等方面舉世聞名，尤其在許多的測(cè)量領(lǐng)域和環(huán)境的測(cè)試領(lǐng)域。
ENDEVCO加速度傳感器的工作原理
線加速度計(jì)的原理是慣性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(慣性力)/M(質(zhì)量) 我們只需要測(cè)量F就可以了。怎么測(cè)量F？用電磁力去平衡這個(gè)力就可以了。就可以得到 F對(duì)應(yīng)于電流的關(guān)系。只需要用實(shí)驗(yàn)去標(biāo)定這個(gè)比例系數(shù)就行了。當(dāng)然中間的信號(hào)傳輸、放大、濾波就是電路的事了。
多數(shù)加速度傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來(lái)工作的。
所謂的壓電效應(yīng)就是 "對(duì)于不存在對(duì)稱(chēng)中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外，還將改變晶體的極化狀態(tài)，在晶體內(nèi)部建立電場(chǎng)，這種由于機(jī)械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電效應(yīng) "。
一般加速度傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個(gè)特性。由于這個(gè)變形會(huì)產(chǎn)生電壓，只要計(jì)算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。當(dāng)然，還有很多其它方法來(lái)制作加速度傳感器，比如壓阻技術(shù)，電容效應(yīng)，熱氣泡效應(yīng)，光效應(yīng)，但是其基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個(gè)介質(zhì)產(chǎn)生變形，通過(guò)測(cè)量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。每種技術(shù)都有各自的機(jī)會(huì)和問(wèn)題。
壓阻式加速度傳感器由于在汽車(chē)工業(yè)中的廣泛應(yīng)用而發(fā)展快。由于安全性越來(lái)越成為汽車(chē)制造商的賣(mài)點(diǎn)，這種附加系統(tǒng)也越來(lái)越多。壓阻式加速度傳感器2000年的市場(chǎng)規(guī)模約為4.2億美元，根據(jù)有關(guān)調(diào)查，預(yù)計(jì)其市值將按年平均4.1%速度增長(zhǎng)，至2007年達(dá)到5.6億美元。這其中，歐洲市場(chǎng)的速度快，因?yàn)闅W洲是許多安全氣囊和汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的所在地。
壓電技術(shù)主要在工業(yè)上用來(lái)防止機(jī)器故障，使用這種傳感器可以檢測(cè)機(jī)器潛在的故障以達(dá)到自保護(hù)，及避免對(duì)工人產(chǎn)生意外傷害，這種傳感器具有用戶(hù)，尤其是質(zhì)量行業(yè)的用戶(hù)所追求的可重復(fù)性、穩(wěn)定性和自生性。但是在許多新的應(yīng)用領(lǐng)域，很多用戶(hù)尚無(wú)使用這類(lèi)傳感器的意識(shí)，銷(xiāo)售商冒險(xiǎn)進(jìn)入這種尚待開(kāi)發(fā)的市場(chǎng)會(huì)麻煩多多，因?yàn)榻K端用戶(hù)對(duì)由于使用這種傳感器而帶來(lái)的問(wèn)題和解決方法都認(rèn)識(shí)不多。
如果這些問(wèn)題能夠得到解決，將會(huì)促進(jìn)壓電傳感器得到更快的發(fā)展。2002年壓電傳感器市值為3億美元，預(yù)計(jì)其年增長(zhǎng)率將達(dá)到4.9%，到2007年達(dá)到4.2億美元。
使用加速度傳感器有時(shí)會(huì)碰到低頻場(chǎng)合測(cè)量時(shí)輸出信號(hào)出現(xiàn)失真的情況，用多種測(cè)量判斷方法一時(shí)找不出故障出現(xiàn)的原因，經(jīng)過(guò)分析總結(jié)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失真的因素主要是：系統(tǒng)低頻響應(yīng)差，系統(tǒng)低頻信噪比差，外界環(huán)境對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響。 所以，只要出現(xiàn)加速度傳感器低頻測(cè)量信號(hào)失真情況，對(duì)比以上三點(diǎn)看看是哪個(gè)因素造成的，有針對(duì)性的進(jìn)行解決。
ENDEVCO加速度傳感器的安裝注意事項(xiàng)
ENDEVCO加速度傳感器的自然頻率由粘接的耦合程度決定，選擇正確的粘合劑將是很重要的一步。有些重要的問(wèn)題是必須要考慮的是：加速度傳感器的重量，測(cè)試時(shí)的頻率和帶寬，測(cè)試時(shí)的振幅和溫度。還要考慮一些測(cè)試過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題：正弦曲線的受限和測(cè)試中出現(xiàn)的隨機(jī)振動(dòng)。通常，工程師和技師將會(huì)根據(jù)測(cè)試不同的需求選擇合適的粘接劑來(lái)粘接加速度傳感器。
ENDEVCO加速度傳感器的粘接安裝用到的粘接劑，一般有氰基丙烯酸鹽,磁鐵，雙面膠帶，石蠟，熱粘接劑等。問(wèn)題的關(guān)鍵在于如何能夠有效的使用這些粘接劑。在加速度傳感器的粘接過(guò)程中，粘合劑的使用量對(duì)在加速度傳感器能否達(dá)到良好的頻率響應(yīng)中起到很關(guān)鍵的作用。在一塊小的薄膜上盡可能的用少的粘接劑粘接加速度傳感器，將會(huì)使得加速度傳感器頻率響應(yīng)傳送性。
在安裝傳感器之前要用碳?xì)浠先芤簛?lái)清潔其要安裝的表面，在安裝傳感器的時(shí)候通常要用到氰基丙烯酸鹽, 磁鐵，雙面膠帶，石蠟，將其均勻地涂抹在粘接加速度計(jì)被粘表面，不能太厚或太薄，合適的厚度會(huì)起到良好的粘接效果。熱粘接劑的使用有很多的注意事項(xiàng)，重要的是要注意安裝過(guò)程中熱粘接劑的凝固時(shí)間。
當(dāng)然我們用粘接安裝時(shí)需要注意的是在接近大極限溫度時(shí)不要用粘接劑，應(yīng)該延遲一段時(shí)間再使用，否則會(huì)使粘接劑本身被損壞，傳感器導(dǎo)致粘接劑抗拉強(qiáng)度降低。無(wú)論如何當(dāng)我們要用粘接法安裝加速度傳感器時(shí)所有極限因素都要考慮進(jìn)去。同樣，以上加速度傳感器的安裝只是針對(duì)大部分情況而言，一些特殊設(shè)備上測(cè)量加速度需要用到合適的傳感器安裝方式。
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