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加速度傳感器靈敏度的標(biāo)定方法通常采用比較法檢定,被校傳感器在特定頻率(通常為159 Hz 或80 Hz)振動的輸出與標(biāo)準(zhǔn)傳感器讀得加速度值的比即為傳感器靈敏度。而對沖擊傳感器的靈敏度則通過測量被校傳感器對一系列不同沖擊加速度值的輸出響應(yīng),獲得傳感器在其測量范圍內(nèi)輸入沖擊加速度值和電輸出之間的對應(yīng)關(guān)系,再通過數(shù)值計算獲得與各點之間差值zui小的直線,而這直線的斜率即是傳感器的沖擊靈敏度。
沖擊傳感器的非線性誤差可以有兩種方法表示:全量程偏差或按分段量程的線性誤差。前者是指傳感器的全量程輸出為基準(zhǔn)的誤差百分?jǐn)?shù),即無論測量值得大小其誤差均為按全量程百分?jǐn)?shù)計算而得的誤差值。按分段量程的線性誤差其計算方法與全量程偏差相同,但基準(zhǔn)不用全量程而是以分段量程來計算誤差值。例如量程為20000g 的傳感器,如全量程偏差為1% ,其線性誤差在全量程內(nèi)為200g;但當(dāng)傳感器按分段量程5000g ,10000g ,20000g 來衡量其線性誤差,其誤差仍為1% 時,則傳感器在不同的3個量程段內(nèi)線性誤差則分別為50g ,100g ,200g。
傳感器的測量頻率范圍
傳感器的頻率測量范圍是指傳感器在規(guī)定的頻率響應(yīng)幅值誤差內(nèi)(±5%, ±10%, ±3dB)傳感器所能測量的頻率范圍。頻率范圍的高,低限分別稱為高,低頻截至頻率。截至頻率與誤差直接相關(guān),所允許的誤差范圍大則其頻率范圍也就寬。作為一般原則,傳感器的高頻響應(yīng)取決于傳感器的機(jī)械特性,而低頻響應(yīng)則由傳感器和后繼電路的綜合電參數(shù)所決定。高頻截止頻率高的傳感器必然是體積小,重量輕,反之用于低頻測量的高靈敏度傳感器相對來說則一定體積大和重量重。
1) 傳感器的高頻測量范圍
傳感器的高頻測量指標(biāo)通常由高頻截止頻率來確定,而一定截止頻率與對應(yīng)的幅值誤差相;所以傳感器選用時不能只看截至頻率,必須了解對應(yīng)的幅值誤差值。傳感器的頻率幅值誤差小不僅是測量精度提高,更重要的是體現(xiàn)了傳感器制造過程中控制安裝精度偏差地能力。另外由于測量對象的振動信號頻率帶較寬,或傳感器的固有諧振頻率不夠高,因而被激發(fā)的諧振信號波可能會疊加在測量頻帶內(nèi)的信號上,造成較大的測量誤差。所以在選擇傳感器的高頻測量范圍時除高頻截至頻率外,還應(yīng)考慮諧振頻率對測量信號的影響;當(dāng)然這種測量頻段外的信號也可通過在測量系統(tǒng)中濾波器給予消除。
2) 傳感器的低頻測量范圍與傳感器高頻指標(biāo)相對應(yīng),傳感器的低頻測量指標(biāo)通常由低頻截止頻率來確定,同樣一定低頻截止頻率與對應(yīng)的幅值誤差相關(guān)。和高頻特性不同,傳感器的低頻特性與傳感器的任何機(jī)械參數(shù)無關(guān),而僅取決于傳感器的電特性參數(shù)。當(dāng)然傳感器作為測量系統(tǒng)的某一部分,測量信號的低頻特性還將受到與傳感器配用的后繼儀器電參數(shù)的制約。根據(jù)輸出信號的不同形式,以下將對電荷輸出和低阻電壓輸出加速度傳感器分別給與討論。
盡管電荷型輸出加速度傳感器列出低頻截止頻率,但一般都給予指出測量信號的低頻特性由后繼電荷放大器確定。在實際應(yīng)用中,當(dāng)電荷型傳感器的芯體絕緣阻抗遠(yuǎn)大于電荷放大器輸入端的輸入阻抗時,由傳感器和電荷放大器組成的測量系統(tǒng)其低頻截至頻率應(yīng)該由電荷放大器的低頻特性所決定。但是如果傳感器的芯體絕緣阻抗下降,此時傳感器則可能影響整個測量系統(tǒng)的低頻特性。因此保證芯體的絕緣阻抗對電荷輸出型加速度傳感器的低頻測量非常重要。