压电加速度测量系统的设计

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1、第31卷第2期压电与声光Vo1．31No．22009年4月PIEZOELECTECTRICS8乙ACOUST0oPTICSApr．2009文章编号：1004—2474(2009)02—0215—03压电加速度测量系统的设计邢丽娟，杨世忠(青岛理工大学自动化工程学院，山东青岛266520)摘要：现代工业和自动化生产过程中，动态测试中振动和冲击的精确测量很重要。常用压电加速度传感器来获取冲击和振动信号。在研究压电加速度传感器的基础上，分析了测量的工作原理，提出加速度测量的设计方法；加入温敏元件，进行温度补偿，使其应用温度范围扩大。给出适合该类传感器的信号检测电路和加速度测量系统组成。

2、此设计方法具有较高的准确性和应用推广价值，并具有结构简单，成本低，性能稳定等优点。关键词：压电加速度传感器；测量；设计中图分类号：TP212文献标识码：ADesignforPiezoelectricAccelerometerMeasurementSystemXINGLi-juan，YANGShi。zhong(CollegeofAutomationEngineering，QingdaoTechnologicalUniversity，Qingdao266520，China)Abstract：Inmodernindustryandautomaticproduction，theaccur

3、atemeasurementofthevibrationandstrikeintestingdynamicallyseemsespeciallyimportant．Fortheacquisitionofsignal，themostcommonusedsensorispiezoe—lectricaccelerometer．Onthebasisofresearchingpiezoelectricaccelerometersensor，thispaperanalyzedtheworkprincipleofmeasurement，proposedakindofaccelerometerm

4、easurementdesignmethod．Addingtemperaturesensortocompensatetemperature，theappliedtemperaturerangcouldbewider．Detectioncircuitsuitingthiskindofsensorandthesystemcompositionofaccelerometermeasurementwasalsogiveninthepaper．Thisdesignmethodwasac—curatewithhighvalueforapplicationandextension．Alsoth

5、estructurewassimple，thepricewaslowerandtheper—formancewasstable．Keywords：piezoelectricaccelerometersensor；measurement；design现代工业和自动化生产过程中，非电物理量的产生极化现象，同时在它的两个相对的表面上便产测量和控制技术会涉及大量的动态测试问题。所谓生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带动态测试是指量的瞬时值以及它随时间而变化的值电的状态；当作用力的方向改变时，电荷的极性也随的确定，即被测量为变量的连续测量过程。它以动着改变。态信号为特征，研究了测

6、试系统的动态特性问题，而压电加速度传感器的原理如图1所示。实际测动态测试中振动和冲击的精确测量尤其重要。振动量时，将图中的支座与待测物刚性地固定在一起。与冲击测量的核心是传感器，常用压电加速度传感当待测物运动时，支座与待测物以同一加速度运动，器来获取冲击和振动信号。压电式传感器是基于某压电元件受到质量块与加速度相反方向的惯性力的些介质材料的压电效应_1]，当材料受力作用而变形作用，在晶体的两个表面上产生交变电荷(电压)。时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。当振动频率远低于传感器的固有频率时，传感器的压电式传感器具有体积小，质量轻，工作频带宽等特点，因此在各种动态力、机械冲

7、击与振动的测量以及声学、医学、力学、宇航等方面都得到了非常广泛的应用。l测量原理出引线压电加速度传感器采用具有压电效应的压电材料作基本元件，是以压电材料受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器。这些压电材料，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就图1压电加速度传感器原理图收稿日期：2007—10—17作者简介：邢丽娟(1973一)，女，内蒙古包头市人，讲师，硕士，主要从事智能仪器及计算机过程控制的研究与应用。压电与声光输出电荷(电压)与作用力成正比。电信号经前置放式