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传感器基本知识科普：

压电传感器能测什么？

动态测量（如，测量值随时间快速变化）。压电传感器不能做静态测试，因为当施加压力时压电传感器的压电晶体产生电荷，但电荷较终泄漏到零。

制造压电传感器有哪些基本的结构设计?

他们是弯曲、压缩和剪切设计。三个设计含有压电元件的基本组件，振动质量块，基座，和外壳。

用于生产压电元件的主要材料是什么?

石英和锆钛酸铅（陶瓷）是制造压电元件的两种较普通的材料，石英传感器提供高电压灵敏度，需要电压放大器调节信号。陶瓷传感器提供高电荷输出和高电容。

什么是频率响应?

频率响应是传感器提供线性响应的频率范围。比较高频率响应取决于传感器的共振频率, 比较低频响是由传感器的放电时间常数来决定的。

什么是共振频率?

共振频率是传感器趋于以比较大幅度振动的频率。世界上每一个物体本身基于其机械构造有自己的共振频率, 共振频率由下面的公式决定:

Resonant Frequency = √stiffness  / seismic mass

共振频率=√刚度/质量块

什么是放电时间常数?

放电时间常数是信号衰减63%时的测量时间。放电时间常数越高，信号衰减就越慢，因此低频响应越好。放电时间常数是由下式确定：

      放电时间常数=电阻x电容

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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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传感器基本知识科普贴：

么是横向灵敏度?

横向灵敏度是在规定频率范围内传感器轴向与垂直加速度的灵敏度比。

ICP®传感器和电荷传感器之间的区别是什么？

一个ICP传感器包括内置的放大器而电荷传感器没有。其结果是，一个ICP®传感器能将高阻抗输出的电荷信号转换为低阻抗电压信号，而来自电荷传感器的高阻抗电荷信号必须要通过外部电荷放大器转换。因为放大器不包括在内，电荷传感器通常用在比ICP®传感器更高的工作温度下，因为温度限制是由晶体的温度限制决定，而不是内置放大器。

什么是信号调理器，在ICP®传感器系统里是必需的吗？

信号调理器是ICP®传感器系统的一个基本组成部分，因为它执行两个关键功能。首先，它为ICP®传感器内部电路运行提供了稳定的18-30 VDC电源。其次，信号调理器消除了传感器的偏置电压，以便采集仪器能采集准确的数据。

电源电压和激励电压彼此有哪些不同？

电源电压是直接来自信号调理器的电压。它通常是18-30 VDC。电源电压必须通过一个限流二极管，以免损坏传感器电子器件。标准ICP®传感器需要正常工作的电流比较低为2mA，比较高达20mA。限流二极管通常消耗1V，留下的剩余电压（电源电压减去二极管消耗电压）是激励电压。

TEDS智能传感器应用及优点：

TEDS存储电路内置于ICP®传感器和传统的信号适调仪的电路中。ICP®传感器电路和TEDS电路之间采用二极管隔离方便了开关切换。当传感器接收正向电压出现正向偏置时，传感器作为常规的测试设备输出模拟测量信号。当传感器接触负向电压时出现反向偏置，则可以访问TEDS存储器。TEDS信号适调仪可以产生反转偏置或负向电压脉冲。这些脉冲通过存储器，信息内容将返回到信号适调仪和控制电脑通过相同的两线传输。数据可以在应用软件中查看，通道设置，打印，或归档到电子表格或数据库格式。TEDS电路非常小，几乎不增加传感器的重量，也不会降低传感器的性能。这也使TEDS电路可以被添加到任何ICP®传感器上除了几乎没有额外的空间来容纳的比较小的传感器。

传感器这种能存储信息的能力具有很多优点：

多通道测量可以通过允许传感器与使用的数据采集设备交流它的校准值、型号、序列号及其他规格而加速。

智能信号适调仪设备也可以询问传感器的校准数据并自动归一它们的输出数据。

减少文书工作和记账错误的同时保证符合ISO9001和Q9000的保持校准记录的要求。

明显减少硬件和软件的设置时间，不用追踪多根电缆来追溯传感器的属性。

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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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称重传感器常用材料：

称重传感器性能的好坏很大程度上取决于制造材料的选择。称重传感器材料包括以下几个部分：应变片材料、弹性体材料、贴片黏合剂材料、密封胶材料、引线密封材料和引线材料。

电阻元件材料

应变片是称重传感器的感应部分，它将外力的大小转化为电学量输出，是传感器较重要的组成部分，常用的应变片基材采用高分子薄膜材料，应变材质通常为高纯度康铜 。应变片的性能不仅仅与基材和康铜纯度有关，还与制造工艺有关。提高工艺技术水平也是改善传感器性能一个很重要的方面。

弹性体材料

称重传感器弹性体的作用是传递外力，它必须具有在受到相同力大小的时候，产生形变一样，因为应变片就粘贴在弹性体上面，弹性体的形变就是应变片的形变；同时它还须具有复位性，在外力消失的时候，可以自动复位。弹性体材料 [5]  通常选择各样金属，主要有铝合金、不锈钢和合金钢等等。

密封胶材料

早期的称重传感器密封都采用密封胶，后来由于制造技术的发展，用焊接技术可以提高极大传感器的稳定性和使用寿命。虽然21世纪初很多采用了焊接技术，但是某些重要部位还需涂抹一些密封胶。密封胶一般都采用硅胶，硅胶具有稳定性好的优点，可以防潮、防腐蚀，绝缘性能也非常好。

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