压电式力传感器在汽车零部件耐久性测试的应用-静态精度

应变式载荷传感器的比较大优势在于静态精确度，能实现称重应用，正如本文“动态响应”中所提及到，石英力传感器有低频限制，所以它们不可能做到真正的DC响应，即静态监测。当用ICP®输出型传感器做准静态测试或者静态校准时，必须使用一个DC耦合的信号调理仪，如484系列，并需要采用一个DC耦合的数采设备。该设备允许传感器的DC偏置电压调零，且不会对系统施加任何额外的高通滤波的影响。一般情况下，根据经验法则，准静态测试的输出信号丢失与离逝时间（较早个DTC的10%时间内）成一阶线性关系，如图6a和6b所示，因此在较早个1%DTC时，只有1%的信号损失，假如一个传感器的DTC是2000秒，那么在较早个20秒，山西PCB拾音器传感器美国原厂渠道，山西PCB拾音器传感器美国原厂渠道，有1%的输出信号衰减。

重点强调（敲小黑板）：整个系统必须是直流耦合，山西PCB拾音器传感器美国原厂渠道，这就意味着传感器需具备较长的放电时间常数，信号调理仪和数据采集仪都是直流耦合。校准是直流耦合的一种常见应用。

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加速度技术指标：

●压电传感器的瞬变温度灵敏度

具有热释电效应的传感器在瞬变温度作用下将产生电输出，该输出的最大值与传感器灵敏度和温度改变量乘积的比值称为瞬变温度灵敏度。

在温度产生变化时，压电元件会产生输出信号，这称之为热释电效应。试件或气流温度的突变会引起这种温度变化。大多数情况下这种效应是很低频的，只有信号适调仪的响应在1赫以下，才能检测到。如果信号适调仪有级间高通滤波器，则应特别注意，热释电信号可能会使放大器饱和，使它短时间不工作。

基座隔离式，剪切式，隔离剪切式设计的热释电效应较小。压阻式，变电容式的这种效应是可以忽略的。

●横向灵敏度

对于单向测量来说，要求加速度计不得对被测物体的横向运动产生任何响应是十分必要的。但加速度计不可能是完美无缺的，总是有一定的横向灵敏度，它与横向振动的方向有关，其横向灵敏度一般为轴向灵敏度的1～5%。恩德福克对每个加速度计进行横向灵敏度校准并给出其最大值。

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称重传感器接线方法：

称重传感器的出线方式有4线和6线两种，模块或称重变送器的接线也有4线和6线两种，要接4线还是6线首先要看你的硬件要求是怎样的，原则是：传感器能接6线的不接4线，必须接4线的就要进行短接。

一般的称重传感器都是六线制的，当接成四线制时，电源线（EXC-，EXC+）与反馈线（SEN-，SEN+）就分别短接了。SEN+和SEN-是补偿线路电阻用的。SEN+和EXC+是通路的，SEN-和EXC-是通路的。

EXC+和EXC-是给称重传感器供电的，但是由于称重模块和传感器之间的线路损耗，实际上传感器接收到的电压会小于供电电压。每个称重传感器都有一个mV/V的特性，它输出的mV信号与接收到的电压密切相关，SENS+和SENS-实际上是称重传感器内的一个高阻抗回路，可以将称重模块实际接收到的电压反馈给称重模块。假设EXC+和EXC-为10V,线路损耗，传感器2mV/V，实际上传感器输出较大信号为（）*2=19mV，而不是20mV。此时称重传感器内部就会把19mV作为较大量程，前提是传感器必须通过反馈回路把实际电压反馈给称重模块。在称重传感器上将EXC+与 SENS+短接，EXC-与SENS-短接，适合于传感器与称重模块距离较近，电压损耗非常小的场合，否则测量存在误差。

称重传感器构成：

1、称重敏感元件

直接感受被测量(质量)并输出与被测量有确定关系的其他量的元件。如电阻应变式称重传感器的弹性体，是将被测物体的质量转变为形变;电容式称重传感器的弹性体将被测的质量转变为位移。

变换元件

又称传感元件，是将敏感元件的输出转变为便于测量的信号。如电阻应变式称重传感器的电阻应变计(或称电阻应变片)，将弹性体的形变转换为电阻量的变化;电容式称重传感器的电容器，将弹性体的位移转变为电容量的变化。有时某些元件兼有敏感元件和变换元件两者的职能。如电压式称重传感器的压电材料，在外载荷的作用下，在发生变形的同时输出电量。

测量元件

将变换元件的输出变换为电信号，为进一步传输、处理、显示、记录或控制提供方便。如电阻应变式称重传感器中的电桥电路，压电式称重传感器的电荷前置放大器。

辅助电源

为传感器的电信号输出提供能量。一般称重传感器均需外链电源才能工作。因此，作为一个产品必须标明供电的要求，但不作为称重传感器的组成部分。有些传感器，如磁电式速度传感器，由于他输出的能量较大，故不需要辅助电源也能正常工作。所以并非所有传感器都要有辅助电源。

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加速度传感器的选型：

测量频率范围

传感器的频率测量范围是指传感器在规定的频率响应幅值误差内（±5%, ±10%, ±3dB）传感器所能测量的频率范围。频率范围的高，低限分别称为高，低频截至频率。截至频率与误差直接相关，所允许的误差范围大则其频率范围也就宽。作为一般原则，传感器的高频响应取决于传感器的机械特性，而低频响应则由传感器和后继电路的综合电参数所决定。高频截止频率高的传感器必然是体积小，重量轻，反之用于低频测量的高灵敏度传感器相对来说则一定体积大和重量重。

内部结构

内部结构是指敏感材料晶体片感受振动的方式及安装形式，有压缩和剪切两大类，常见的有中心压缩、平面剪切、环型剪切。中心压缩频响高于剪切型，剪切型的环境适应性好于中心压缩型。如配用积分型电荷放大器测量速度、位移时，较好选用剪切型产品，这样所得信号波动小，稳定性好。

取决于系统和加速度传感器之间的接口。一般模拟输出的电压和加速度是成比例的。数字输出一般使用脉宽调制（PWM）信号。

内置电路

内置的概念是将电荷/电压转换放大电路置于加速度计内，成为具有电压输出功能的传感元件。它可分双电源(四线)及单电源(二线并带偏置的称ICP)两种，下面所指内装电路专指ICP型。

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阻抗的关系如何影响传感器测试结果？

在交流AC电路中，阻抗为阻碍电流通过的所有物理量。阻抗的测量在大多数电子系统中有重要的作用。包含ICP®信号适调仪的测量链也不例外。ICP®信号适调仪的输出阻抗和显示设备中的输入阻抗之间的关系在测量链中起到关键作用。这些阻抗值可以影响频率和幅值的测量结果。

ICP®信号适调仪有两种不同的输出类型：

1. 非缓冲的输出：适调仪的输出阻抗由串联电容和分流电阻决定。这个电阻和显示设备的输入阻抗组成一个并联电路。

2 .缓冲输出：信号适调仪的输出阻抗由信号适调仪中的位于输出电路后端的运算放大电路决定。在这个配置中，输出电阻不决定适调仪的输出阻抗，与显示设备的输入阻抗不形成并联电路。

不同的数据采集系统的输入阻抗有所不同。高阻抗输入，大于1MΩ就不需要考虑适调仪的类型，不论是缓冲型的还是非缓冲型的。低阻抗输入，大约50Ω，就需要考虑适调仪的输出类型和各自受到的负面影响。对于非缓冲的输出，放电时间常数将变短，从而影响系统的低频响应。对于缓冲输出，信号幅值将会减小。

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