云南东电研传感器技术指导

加速度型指南：

灵敏度

一般来说，越灵敏越好。越灵敏的传感器对一定范围内的加速度变化更敏感，输出电压的变化也越大，这样就比较容易测量，从而获得更精确的测量值。较小加速度测量值也称较小分辨率，考虑到后级放大电路噪声问题，应尽量远离较小可用值，以确保较好信噪比。较大测量极限要考虑加速度计自身的非线性影响和后续仪器的较大输出电压，估算方法：较大被测加速度×传感器的电荷 / 电压灵敏度。

以上数值是否超过配套仪器的较大输入电荷 / 电压值，建议如已知被测加速度范围可在传感器指标中的“参考量程范围”中选择（兼顾频响、重量），同时，在频响、重量允许的情况下，灵敏度可考虑高些，以提高后续仪器输入信号，提高信噪比。

带宽

这里的带宽实际上指的是刷新率。也就是说每秒钟，传感器会产生多少次读数。对于一般只要测量倾角的应用，50HZ的带宽应该足够了，但是对于需要进行动态性能，比如振动，你会需要一个具有上百HZ带宽的传感器。

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加速度技术指标：

●质量负载的影响

如果加速度计的动态质量接近被测结构物的动态质量，则会使振动产生明显的衰减。为此在诸如印刷电路板等又薄又轻的片状构件上测振时，为了得到准确的数据必须采用重量轻的加速度计。如果被测物件呈现单自由度的响应，则加速度计将使其共振频率下降。

●低频响应

使用压电加速度计时，所用放大器低频截止频率多为2－5Hz，目的是以此来剔除许多压电传感器的热释电输出。像隔离剪切式设计等隔离性好的设计型式可用在较低的频率。压阻式和变电容式加速度计则具有零频响应。

●高频响应

加速度计的高频响应随加速度计的机械性能和安装方法而变。在安装牢固时，大多数加速度计呈现无阻尼单自由度系统的频响特性。以±5%为要求的话，其频率响应约平整到安装共振频率的五分之一。如果加适当的修正因数，则可在更高的频率上得到有用的数据。

●温度响应

传感器灵敏度随温度的变化，称为传感器的温度响应。用

常用压电加速度计的温度范围为零度以下至+177°C 或 +260°C。某些特定型号，低温可达零度，高温可达760°C。很多种压电加速度计设计型式在很宽的温度范围内的温度响应很平。压阻式、变电容式加速度计的典型温度范围为－18°C～+93°C。

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加速度技术指标：

一般情况下，传感器的灵敏度包括幅值与相位两个信息，是随频率变化的复数量。

●幅频响应和相频响应

在输入的机械振动量值不变的情况下，传感器输出电量的幅值随振动频率的变化，称为幅频响应。而输出电量的相位随振动频率的变化，称为相频响应。

在工作频段内连续地改变振动频率，且维持输入的机械振动量幅值不变，同时观测传感器的输出，便可测定幅频响应。若同时测量传感器输出电量与输入机械振动量间的相位差，则又可测定相频响应。

一般情况下，只要求知道幅频响应。在接近传感器上、下限频率处使用传感器，或有要求时，则必须知道相频响应。

●非线性度

在给定的频率和幅值范围内，输出量与输入量成正比，称为线性变化。实际传感器的校准结果与线性变化偏离的程度，称为该传感器的非线性度。

在由最小值到较大值的传感器动态范围内，逐渐增大输入的机械振动量，同时测量传感器输出幅值的变化，便可测定传感器的输出值与线性输出值的偏差量。在使用正弦振动发生器进行测定时，可在传感器的工作频率范围内选定几个频率进行，以覆盖传感器整个动态范围。

一般在传感器动态范围的上限附近传感器的输出值与线性值的偏差量较大。所允许的偏差量取决于具体测量的要求。

称重传感器产品缺点：

缺点一：输出阻抗高，负载能力差

电容式称重传感器的容量受其电极的几何尺寸等限制不易做得很大，一般为几十到几百微法，甚至只有几个微法。因此，电容式称重传感器的输出阻抗高，因而负载能力差，易受外界干扰影响产生不稳定现象，严重时甚至无法工作。必须采取妥善的屏蔽措施，从而给设计和使用带来不便。容抗大还要求传感器绝缘部分的电阻值极高，否则绝缘部分将作为旁路电阻而影响仪器的性能，为此还要特别注意周围的环境如温度、清洁度等。

缺点二：输出特性非线性

电容式称重传感器的输出特性是非线性的，虽采用差分型来改善，但不可能完全消除。其他类型的电容传感器只有忽略了电场的边缘效应时，输出特性才呈线性。否则边缘效应所产生的附加电容量将于传感器电容器直接叠加，使输出特性非线性。

缺点三：寄生电容影响大

电容式称重传感器的初始电容量小，而连接传感器和电子线路的引线电容、电子线路的杂散电容以及传感器内板极与周围导体构成的电容等所谓寄生电容缺较大，不仅降低了传感器的灵敏度，而且这些电容常常是随机变化的，将使仪器工作很不稳定，影响测量精度。因此对电缆的选择、安装、接法都有严格的要求。

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冲击力传感器是我司研发的应变式、高响应传感器，传感器通过CAE（Computer Aided Engineering）有限元动态载荷分析技术仿真，结构不断优化，应力场均匀。通过dynamics技术，模拟冲击过程，计算传感器响应频率与动载荷。

基体采用合金钢材料，经淬火、回火、深冷加工处理，保证了基体的高弹性与尺寸稳定性。配合先进的表面防护技术，使传感器在恶劣环境下可长期使用，不受环境腐蚀。

Sensor element采用进口器件，蠕变滞后小，应变范围大，绝缘性能好，采用先进的固化工艺与装配夹具，使传感器的线性、零漂、重复性、动态响应特性等性能优异。

传感器加工完成后要通过严苛的性能测试，包括精度测试、响应测试、重复性测试、疲劳耐久测试、绝缘测试等，测试合格方可交付客户使用。

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压力传感器安装问题：

通常高温熔体压力传感器的损坏都是由于其安装位置不恰当而引起的，如果将传感器强行安装在过小的孔或形状不规则的孔中，就有可能造成传感器的震动膜受到冲击而损坏，选择合适的工具加工安装孔，有利于控制安装孔的尺寸。

1. 压力传感器正确安装方法：

(1) 通过适当的仪表， 在普通大气压和标准温度条件下，核实压力传感器的频率反应值。

(2) 核实压力传感器的编码与相应的频率反应信号的正确性。

2. 确定具体安装位置

为了确定压力传感器的编号和具体安装位置， 需按充气网的各个充气段来考虑。

(1) 压力传感器必须沿着线缆进行安装， 较好安装在线缆接头处。

(2) 每条线缆装设压力传感器不少于4个， 靠近电话局的两个压力传感器， 相距不应大干200m。

(3) 每条线缆的始端和末端分别安装1个。

(4) 每条线缆的分支点应装1个， 如果两个分支点相距较近(小于100 m)，可只装1个。

(5) 线缆敷设方式(架空、地下)改变处应装1个

(6) 对无分支的线缆， 因垒线的线缆程式一致， 压力传感器的安装隔距不大干500m， 并使其总数不少于4个。

(7) 为了便于确定压力传感器故障点， 除在起点安装压力传感器外，距起点150~200m处，还要另外安装1个当然在设计中， 一定要考虑经济与技术的因素。

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