振动加速度传感器 参数指标及测试方法

关于加速度指标的表示方法及测试方法

黄正

本文仅说明常用指标，对于相频响应、功率谱密度等指标，需要时另描述。

案例1

MOI 7100加速度传感器

1：频响表示方法

1.1参考灵敏度，指在什么频率下（一般惯例是160Hz，或者100Hz），什么温度下（如果有温补要求），在多少加速度条件下，测试出来的灵敏度。该灵敏度是校准值，是正确的。

例如，F=160Hz，幅值2G，FT810测试加速度计的得到的波长变化量为417.7pm，那么该单位为:285.35pc/g ;

1.3频响的表示方法

表示在幅值频率响应范围内，某频率处的灵敏度，相对于参考灵敏度（它是准确的），允许的一个误差范围；它可以用百分比表示，或者用dB表示；通常用±5%、±10%或者±1dB，±3dB；

1）通常，频响的表示方法是采样图表的形式表示更为准确。

2）也可以采用如下的表示方法

即：±5%和±3dB两个指标；尤其是产品指标不好的情况下，采用这种方式表示。

但是，特别强调一点，允许单调变化，如果不是单调变化，通常归也为指标很差。也就是要么频响曲线缓慢上升或者下降（允许弯曲），但不应该是时大时小毫无规律。

1.4横向灵敏度

理想情况下，与轴向垂直90度的方向的灵敏度，与参考灵敏度相比，应该是0%；但由于制造等原因，这个横向灵敏度可高达±5%。

2：频响的测试方法

2.1按1/1倍频程或者1/3倍频程选择要测试的频率点；

2.2 选择加速度幅值；

2.3 按选定的频点，进行定频测试，每次测试一段时间，如100Hz时，测试20s，保存数据。

2.4数据分析

1）对每个频点，可选择时域a)峰峰值or b)有效值，可通过平均的方式获取；

也可以选择fft，对应频点的幅值；

2）将所有的幅值Sai，和参考灵敏度所对应频点的幅值Sa0进行比较。

3）画图：

纵坐标：（Sai-Sa0）/Sa0 * 100%,横坐标：对应的Sai的频点。

4）合格判定，要求3）必须满足所规定的不确定度。

3:非线性度

幅值线性度是用来测量加速度计在指定的幅值范围内的输出线性度的水平，也称之为幅值非线性度，它说明了输出和理想输出线性度之间的偏差。注意幅值线性度仅仅在单一频率下有效，这在频响部分已描述。幅值非线性会导致信号失真。

非线性度的表示方式有采用紧公差和分段表示方式，紧公差表示方式为在全量程范围内，输出结果和理论相比，不能超出某个百分比，例如±5%；另一个是分段表示，例如每增加50g，非线性度增加±1%等。

4：安装共振频率（也是谐振频率）

首先要明白加速度计是存在安装问题，因此不能简单地理论考虑加速度计本身的结构共振频率；必须考虑到实际的安装之后的共振频率。

安装共振频率是指加速度计频响中，在某一个频点上加速度计的灵敏度最大。典型的共振频率在几十KHz，如20Khz，有的甚至达到90kHz。

设计必须想办法提高共振频率，而使用时，务必保证探测的加速度频响远离共振频率。

共振频率取决于结构材料的刚度和阻尼系数，同时保证安装时刚性连接。

5：输出极性

用箭头标出轴向。