目前在测量动态加速度、冲击加速度的冲击数据记录仪中主要有压阻式冲击加速度传感器、压电式冲击加速度传感器两种,在实际冲击力及冲击振动加速度的测量过程究竟应如何选择呢?
是将冲击过程的弹性变形转换成应变电阻的变化,通常采用硅压阻原理的冲击加速度传感器,通过惠斯通桥路、放大调理电路将变化转换为测量电路可识别的信号。森瑟科技的 471-500 和 471-2000 两个型号,分别是压阻型的加速度传感器 500g 和 2000g 量程,简单介绍如下:
471冲击加速度传感器是一款采用最新压阻式MEMS敏感元件的加速度传感器,具有卓越的动态响应特性和稳定性。其特点是有在采用板载式封装,具有重量轻,容易嵌入等优势,横向灵敏度标准冲击加速度传感器有多种安装方式,并支持贴片工艺。该系列产品采用坚固可靠的封装方式,大大降低安装及碰撞当中传感头的损坏几率,广泛适用于碰撞冲击记录器以及跌落测试项目中。
除了压阻471系列压阻加速度传感器芯片,还可以选型森瑟科技标准型压阻冲击加速度传感器产品如下型号(点击如下链接):
411-200K 高冲击加速度传感器(200000g); 411-100K 高冲击加速度传感器(100000g)
压电材料在冲击过程晶体表面产生正负电荷,电荷量与受冲击力大小成正比,电荷通过外置的电荷放大电路转换为后端采集电路可识别的电压,压电式冲击加速度传感器是依据压电效应设计的。由于采用压电陶瓷、压电石英材料,压电冲击加速度传感器的刚度更大,结构更小,并且拥有更高的固有频率,适合动态测量。采用压电振动传感器测量时,压电材料产生电信号,但几乎不产生位移。压电振动传感器的灵敏度不依赖尺寸和压电材料结构,而是依赖使用的压电材料类型和几何形状。
实际应用过程的选择,在冲击力的加载过程中,压电振动传感器只有非常小的变形,具有极高的刚度。这导致去具有很高的谐振频率,非常适合用于动态测试。 但是,完整的测量链对于动态特性是非常关键的。因此,安装传感器的部件需要有更大的质量,并且其对系统的整体质量和截止频率具有一个较大的冲击,避免附加质量引起结构振动、冲击形态的变化。另外,电荷放大器的带宽取决于电荷,因此,在进行较大的力测量导致的高电荷反过来会限制带宽。在较大额定力情况下,压电陶瓷应变振动传感器具有更高的截止频率。小量程的冲击加速度传感器的弹性体更软,结构刚度小, 谐振频率也就更低。但是,进行小量程力进行快速测试时,压电陶瓷应变振动传感器是第一选择,而对于较大的力是,应该选择硅压阻型振动原理的冲击传感器。森瑟科技的三轴一体型压电振动芯片 590C-500 和 590C-2000 两个型号,分别是压电陶瓷型的振动传感器 500g 和 2000g 量程,简单介绍如下:
590C系列是一款为嵌入式设备状态监测应用而设计的小尺寸、高性能三轴振动加速度传感器,该产品采用最先进的压电传感技术,与其他技术相比具有高信噪比和频响好的特性。剪切型压电结构原理保证了工业监测应用中在宽频带范围内信号传输稳定和超低噪声密度的特性。590C系列产品几乎可以在不需要其他配件的情况下直接与数据采集器搭配使用。590C系列产品输出稳定,抗冲击能力强,最高可耐受5000g的冲击。该系列产品的封装适用于嵌入式应用的多种封装方式,可以在3 ~ 5.5Vdc的稳压供电下工作。另外,590C系列产品支持无线传感方案或即插即用设计,适合于冲击记录仪的配套使用!
除了压电振动三轴传感芯片,还可以选型森瑟科技标准型压电冲击振动传感器产品如下型号(点击如下链接):
20000g 压电振动冲击加速度传感器 517AM1-20K ;10000g 压电振动冲击加速度传感器 517AM1-10K ;5000g 压电振动冲击加速度传感器 517AM1-5K ;519A-10K 单轴压电冲击加速度传感器(10000g);519A-50K 单轴压电冲击加速度传感器(50000g)