振動(dòng)加速度計(jì)的頻率和靈敏度性能淺談

振動(dòng)試驗(yàn)中，我們對(duì)控制點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)等的振動(dòng)量值大多是通過加速度傳感器采樣得到的，該數(shù)值的正確性、可信性，直接影響到對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果的判定。影響振動(dòng)試驗(yàn)中振動(dòng)量值的正確獲得，除了與傳感器的安裝位置、試件的安裝等外，還跟傳感器的技術(shù)指標(biāo)有關(guān)，它是得到振動(dòng)量值的最直接也是最重要的單元之一。

振動(dòng)加速度計(jì)的頻率

典型的壓電式加速度傳感器的頻率特性曲線如圖2所示。該曲線的橫坐標(biāo)是對(duì)數(shù)刻度的頻率值，而縱坐標(biāo)則是相對(duì)電壓靈敏度，就是被標(biāo)定的加速度傳感器的電壓靈敏度和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器的電壓靈敏度之比。從圖中可以看出壓電式加速度傳感器工作頻率范圍很寬，只有在加速度傳感器的固有頻率附近靈敏度才發(fā)生急劇變化。

壓電式加速度傳感器的頻率特性曲線因此就傳感器本身而言，固有頻率fn是其主要參數(shù)，通常一般幾何尺寸較小的傳感器有較高的固有頻率，但靈敏度較低。權(quán)衡傳感器的靈敏度和使用頻率范圍這一對(duì)矛盾，到底如何取舍？這決定于測(cè)量要求。但是就一項(xiàng)精確的測(cè)量而言，寧肯選取較小靈敏度的加速度傳感器，也要保證有足夠?qū)挼挠行ьl率范圍。選擇加速度傳感器的頻率范圍應(yīng)高于被測(cè)試件的振動(dòng)頻率，有倍頻分析要求的加速度傳感器頻率響應(yīng)應(yīng)更高。

振動(dòng)加速度計(jì)的靈敏度

壓電式加速度傳感器的靈敏度有兩種表示方法，一個(gè)是電荷靈敏度，另一個(gè)是電壓靈敏度。

壓電式加速度傳感器的使用說明書上所標(biāo)出的電壓靈敏度，一般是指在限定條件下的頻率范圍內(nèi)的電壓靈敏度。在通常條件下當(dāng)其它條件相同時(shí)，幾何尺寸較大的加速度傳感器有較大的靈敏度。明書上還會(huì)給出最小加速度測(cè)量值，也稱最小分辨率，考慮到后級(jí)放大電路噪聲問題，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離最小可能值，以確保最佳信噪比。最大測(cè)量極限要考慮加速度傳感器自身的非線性影響和后續(xù)儀器的最大輸出電壓。