什么是压电加速度计？振动传感器 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"，用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机上的螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡。 什么是压电加速度计？振动传感器 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"，用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机上的螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡。

什么是压电式加速度计？振动传感器

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了解压电加速度计

定义：什么是压电加速度计？

压电加速度计 是一个 振动 利用压电效应（某些晶体在受到机械应力时会产生电荷）的传感器来转换机械能 加速度 将振动转化为与振幅成正比的电信号。当传感器受到加速度作用时，内部质量块（地震质量块）会压缩或拉伸压电晶体元件，产生电荷或电压，经处理后作为测量信号输出。.

压电式加速度计因其宽广的频率范围（0.5 Hz 至 50 kHz 以上）、高灵敏度、高可靠性和自发电特性（传感元件本身无需外部电源），成为工业应用中最广泛使用的振动传感器。它们构成了现代振动传感器的基础。 振动分析 以及状态监测程序。.

压电效应

物理原理

  • 某些晶体（石英、电气石）和陶瓷（PZT、钛酸钡）具有压电性。
  • 机械应力会在晶体表面产生电荷
  • 电荷量与所施加的力成正比
  • 可逆效应（施加电压会导致形变）
  • 自发电（无需电源即可产生电荷）

在加速度计中

  1. 振动会加速传感器底座和外壳的变形。
  2. 内部地震质量受到力（F = m × a）
  3. 力压缩压电晶体
  4. 晶体产生的电荷与作用力（以及加速度）成正比。
  5. 电极上收集的电荷被转换为可测量信号

压电式加速度计的类型

通过内部设计

压缩类型

  • 最常见的设计
  • 晶体被挤压在块体和基部之间
  • 坚固耐用，温度范围广
  • 适用于恶劣环境

剪切型

  • 晶体因质量运动而剪切
  • 优良的基础菌株分离
  • 更好的低频响应
  • 对温度瞬变不太敏感
  • 卓越性能

弯曲型

  • 弯曲构型的晶体
  • 高灵敏度可能
  • 在工业应用中不太常见

按电子类型

充电模式

  • 输出为电荷量（皮库仑）
  • 需要外部电荷放大器
  • 极高耐温能力（最高可达 650°C）
  • 高阻抗输出（对线缆敏感）
  • 专业应用

IEPE/ICP（电压模式）

  • 内置电子元件将电荷转换为电压
  • IEPE 是行业标准
  • 低阻抗输出
  • 简单的连接方式
  • 95%+ 工业应用

性能规格

敏感性

  • 单位加速度输出（mV/g，pC/g）
  • 典型值：IEPE 为 10-100 mV/g；充电模式为 1-100 pC/g
  • 灵敏度越高，分辨率越好，但探测范围越小。
  • 根据预期振动水平进行选择

频率范围

  • 低频： 频率为 0.5-5 Hz，具体取决于电子设备。
  • 高频： 谐振频率为 5-50 kHz
  • 可用范围： 通常为谐振频率的 1/3
  • 安装效果： 安装方式限制了高频响应

振幅范围

  • 通用范围：±50克至±500克
  • 高灵敏度：±5克至±50克
  • 冲击传感器：±500克至±10,000克
  • 不得超出范围（裁剪、损坏）

选择标准

通用机械监控

  • 100 mV/g IEPE 加速度计
  • ±50克范围
  • 频率范围：1 Hz – 10 kHz
  • 工业温度等级（-40 至 +120°C）
  • 密封

用于轴承缺陷检测

  • 更高的频率响应（可达 20 kHz 以上）
  • 中等灵敏度（10-50 mV/g）
  • 宽动态范围
  • 采用螺柱安装方式，实现最佳高频耦合

适用于高温环境

  • 高温IEPE（最高175°C）或充电模式（最高650°C）
  • 特殊安装和布线
  • 可能会牺牲一些性能来提升温度控制能力。

安装

对性能的影响

  • 螺柱安装： 最佳（平坦至 10 kHz 以上）
  • 粘合剂： 良好（平坦至 7-8 kHz）
  • 磁的： 可接受（平坦至 2-3 kHz）
  • 探针/手持式： 差（仅限于低频、定性）

安装要求

  • 干净、平整的安装表面
  • 螺柱安装的正确扭矩
  • 薄而均匀的粘合层
  • 磁性底座完全就位
  • 电缆已固定以防止拉扯

压电加速度计，特别是IEPE型加速度计，是工业振动监测的核心。它们兼具宽频率响应、高灵敏度、坚固耐用以及（对于IEPE而言）结构简单等优点，使其成为全球绝大多数旋转机械应用中状态监测、诊断和平衡的首选传感器。.

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类别 词汇表测量
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