Question

有关工业上加速度振动传感器的问题

如题，想问一下有关工业上加速度振动传感器的问题。比如，当前加速度传感器的输出量一般是什么，数字量还是模拟量，我听说大部分都是电荷量，很少用其他量，我想知道问什么，是有什么弊端吗 谢谢

Answer 1

楼主需要什么的输出量？

311V01 电压输出型IEPE供电，测量范围：0-25.4mm/s，3Hz-2kHz
312V01 单电源4-20mA，测量范围：0-25.4mm/s，3Hz-2kHz

线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 我们只需要测量F就可以了。怎么测量F？用电磁力去平衡这个力就可以了。就可以得到 F对应于电流的关系。只需要用实验去标定这个比例系数就行了。当然中间的信号传输、放大、滤波就是电路的事了。
多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。
所谓的压电效应就是 "对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应 "。
一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。当然，还有很多其它方法来制作加速度传感器，比如压阻技术，电容效应，热气泡效应，光效应，但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。

加速度传感器
　　英文名称：acceleration transducer
　　定义：能感受加速度并转换成可用输出信号的传感器
　　加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量。加速度计有两种：一种是角加速度计，是由陀螺仪（角速度传感器）改进的。另一种就是线加速度计。
1.压电式

压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传感器。压电式加速度传感器的原理是利用压电陶瓷或石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。
2.压阻式

基于世界领先的MEMS硅微加工技术，压阻式加速度传感器具有体积小、低功耗等特点，易于集成在各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。加速度传感器网为客户提供压阻式加速度传感器/压阻加速度计各品牌的型号、参数、原理、价格、接线图等信息。
3.电容式

电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器。电容式加速度传感器/电容式加速度计是对比较通用的加速度传感器。在某些领域无可替代，如安全气囊，手机移动设备等。电容式加速度传感器/电容式加速度计采用了微机电系统（MEMS）工艺，在大量生产时变得经济，从而保证了较低的成本。
4.伺服式

伺服式加速度传感器是一种闭环测试系统，具有动态性 能好、动态范围大和线性度好等特点。其工作原理，传感器的振动系统由 "m-k”系统组成，与一般加速度计相同，但质量m上还接着一个电磁线圈，当基座上有 加速度输入时，质量块偏离平衡位置，该位移大小由位移传感器检测出来，经伺服放大器 放大后转换为电流输出，该电流流过电磁线圈，在永久磁铁的磁场中产生电磁恢复力，力图使质量块保持在仪表壳体中原来的平衡位置上，所以伺服加速度传感器在闭环状态下工作。由于有反馈作用，增强了抗干扰的能力，提高测量精度，扩大了测量范围，伺服加速度 测量技术广泛地应用于惯性导航和惯性制导系统中，在高精度的振动测量和标定中也有应用。

追问

最初打算是采用4-20ma输出量的 但现在听到一个前辈说 测振动 一般都直接输出电荷量 所以想问下两者有什么优劣 还有一个就是 我想在测振动幅值的同时 测量振动的频率 那这样的话4-20ma输出是不是就不能满足这个要求啦？那电荷量输出能满足这个要求吗？

追答

其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。

在测振动幅值的同时也测量振动的频率，这种传感器我没有看到过。
可以用单独测量振动的频率的传感器。

追问

加速度振动传感器应该能实现吧 ？但好像还和输出方式有关。。。。所以搞不懂了

追答

可以研制！

Answer 2

传感器的输出一般都是一个微弱的电信号，经过变送器的处理放大后变成4-20mA的电流信号进入控制系统（在进控制系统时，一般会串一个电阻将这个电流信号转换成1-5V的电压信号，实际进入系统的时电压信号）
电信号一般是模拟信号，数字信号一般由一个开关的通断发出。
长距离传送时候，数字方波信号容易畸变

追问

我知道这个适用于大部分传感器，但现在听一个前辈说，振动传感器不大适应这个说法，说一般传输的是电荷量

追答

电荷量等于电流对时间的积分，你问的这个我不太清楚了

Answer 3

不是说电荷量有什么优缺点，而是说传感器的原理决定了它的输出物理量，例如压电式加速度传感器，基于压电效应，其输出的就是电荷量。
当前传感器输出的肯定是模拟量，经数字化处理之后才能得到数字量。