加速度传感器性能特征

加速度传感器性能特征

为了获得有用的加速度数据，人们应当全面的了解所考虑使用的加速度传感器的性能特征。加速度传感器有好几种，每种又有不同的设计型式。与灵敏度、重量和频率响应有关的性能特征有下列诸项：

灵敏度——传感器灵敏度越高，信噪比就越大，静电和电磁干扰噪声就越小。单灵敏度高也带来两个缺点：加速度传感器质量变大、共振频率变低。

质量负载——如果加速度传感器的动态质量接近被测结构物的动态质量，则被测结构物的运动将因安装了加速度传感器而衰减。因此在评价质量小的试件的运动时，应当尽量采用重量轻的传感器。

低频响应——对压电加速度传感器，低频截止频率一般为1～5Hz，这样可剔除热电输出。然而某些形式的加速度传感器低频截止频率可以到零，压阻式和变电容式就属于这种。

高频响应——它取决于加速度传感器的力学特性和安装方法。在安装牢固的情况下，大多数加速度传感器呈现无阻尼单自由度系统的频响特性。在安装共振频率的20%之下，响应是相当平的。可以导出对高频所得数据的修正系数。采用电子滤波的办法可将平直频响延长到安装共振频率的50%。

横向灵敏度——当外界所施加的运动与传感器的灵敏轴垂直时，传感器不应有任何输出信号。Endevco®加速度传感器的横向灵敏度一般在5%以下。

幅值线性度——可以用加速度值增加某个量，压电加速度传感器的灵敏度所增加的百分数来表示其幅值非线性度，例如每500g，增加1%，对每个型号给出其上限。PR和VC 传感器线性度较好，一般是给出非线性度、滞后和非重复性三者的综合数值。

温度灵敏度——加速度传感器的灵敏度随温度的变化。多种型号在很宽的温度范围内呈现稳定的灵敏度。一般说来，温度越高，测量误差就越大，但可进行温度补偿。

瞬变温度的影响——压缩型压电加速度传感器和集成电路压电加速度传感器随着温度的变化将会产生输出。剪切型加速度传感器的这个问题就小得多(大多数Endevco®加速度传感器是剪切型的)。瞬变温度所引入的误差主要是出现在低频，且不易被发现。PR、VC 型加速度传感器对温度的变化没有什么大的响应。

应变的影响——在加速度传感器安装座上如果试件收到弯曲或拉伸就会引起误差输出。采用绝缘安装螺钉或粘贴安装适配器将会使其减小。与一般压缩型加速度传感器相比，剪切型的这种影响要小得多。

脏污环境——为了获得最佳性能，测量链中的每一个部件都应当保持干净。压电加速度传感器的输出阻抗很高，对外界的污染极为敏感，因此要特别小心。