三軸加速度傳感器屬于電荷輸出式三軸壓電加速度傳感器,區(qū)別于內(nèi)置放大電路的IEPE傳感器,該型號無內(nèi)置電荷放大器,輸出原始電荷信號,需要外接電荷放大器完成信號轉換。產(chǎn)品定位為高溫、中高沖擊量程通用型三軸振動傳感器,主要解決普通加速度傳感器無法勝任的高溫環(huán)境三維振動與沖擊采集難題,適合不適合長時間靜態(tài)加速度測量,更加適合瞬態(tài)沖擊、動態(tài)振動試驗場景使用。
356A70三軸加速度傳感器屬于電荷輸出式三軸壓電加速度傳感器,區(qū)別于內(nèi)置放大電路的IEPE傳感器,該型號無內(nèi)置電荷放大器,輸出原始電荷信號,需要外接電荷放大器完成信號轉換。產(chǎn)品定位為高溫、中高沖擊量程通用型三軸振動傳感器,主要解決普通加速度傳感器無法勝任的高溫環(huán)境三維振動與沖擊采集難題,適合不適合長時間靜態(tài)加速度測量,更加適合瞬態(tài)沖擊、動態(tài)振動試驗場景使用。
三軸加速度傳感器核心工作原理
356A70采用剪切式陶瓷壓電感應元件作為核心敏感單元,壓電陶瓷晶體受到振動加速度作用時,質量塊會對壓電元件施加交變作用力,基于壓電效應,晶體表面就會產(chǎn)生和加速度大小成正比的電荷信號,三個互相垂直方向上的感應元件相互獨立,分別對應X軸、Y軸、Z軸三個維度,三路信號互不干擾,實現(xiàn)三維加速度同步采集。
剪切式結構設計可以大幅度降低基座應變、溫度瞬變帶來的測量誤差,有效減小熱輸出干擾,這也是這款傳感器能夠耐受超寬溫度區(qū)間、高溫工況測量穩(wěn)定性出色的重要原因。傳感器本體只輸出電荷信號,信號無內(nèi)置調(diào)理電路,因此可以承受高的環(huán)境溫度,不會因為內(nèi)置電子元件高溫失效,拓寬了傳感器的溫度適用邊界。
諧振頻率遠高于實際使用頻寬,動態(tài)儲備充足;?70℃至254℃超大溫度區(qū)間,能夠覆蓋絕大多數(shù)工業(yè)高溫振動試驗場景。鈦合金殼體重量輕、強度高、抗腐蝕性能優(yōu)秀,激光密封工藝能夠阻擋水汽、粉塵侵入傳感器內(nèi)部,提升惡劣環(huán)境長期使用可靠性。三路獨立同軸輸出接口,三軸信號分開輸出,方便測試人員單獨布線,降低通道之間信號串擾。
產(chǎn)品核心優(yōu)勢
1.優(yōu)秀高溫耐受性能
傳統(tǒng)IEPE內(nèi)置電路加速度傳感器一般最高工作溫度只能達到125℃左右,而356A70電荷輸出結構無內(nèi)置電子元器件,最高可長期在254℃高溫環(huán)境下工作。在發(fā)動機熱試車、高溫零部件振動疲勞試驗、熱處理設備振動監(jiān)測等高溫測試場景,能夠替代多款高溫測試傳感器,解決高溫環(huán)境振動信號采集難題。低溫下限?70℃,同樣能夠勝任高寒環(huán)境動力學試驗任務,溫度適應范圍寬廣。
2.三軸一體化緊湊結構,測點適配性強
傳感器整體為方塊式一體化結構,X、Y、Z三軸感應單元集成于同一個傳感器殼體,傳感器自重僅7.9克,安裝后對小型被測結構附加質量影響很小,降低附加質量效應造成模態(tài)參數(shù)失真。單只傳感器就可以完成三個方向振動采集,不需要安裝三只單軸傳感器,大幅節(jié)省狹小測點的安裝空間,減少多個單軸傳感器安裝不對中造成的測量偏差,同時降低多點測試時的布線工作量。中心通孔安裝孔位設計,使用配套螺栓081A46即可完成剛性安裝,如需臨時測試,也可選用粘接劑080A90粘貼固定,安裝方式靈活。
3.高量程與高頻動態(tài)性能
±500g的峰值量程,覆蓋中等強度沖擊測試需求,跌落試驗、碰撞沖擊、爆破沖擊響應測試等場景均可勝任;大于35kHz的諧振頻率,為5kHz以內(nèi)的有效測量頻段提供充足安全余量,高頻振動信號采集不易出現(xiàn)共振放大,測試數(shù)據(jù)失真風險低。剪切式壓電結構抑制基座應變、溫度瞬變輸出,當被測物體溫度快速變化時,傳感器產(chǎn)生的熱漂移誤差更小,高溫振動長時間測試穩(wěn)定性更高。
4.堅固耐用,環(huán)境適應性強
鈦合金外殼材質本身重量輕、強度高、抗沖擊,耐腐蝕;激光焊接全密封,外殼內(nèi)部形成密閉腔體,具備良好的防塵防潮能力,可在潮濕、輕度油污的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境開展測試。傳感器三路相互獨立的同軸輸出接頭,三軸通道物理隔離,降低通道之間信號干擾,后期外接電荷放大器、數(shù)據(jù)采集儀的時候通道分配清晰,方便試驗人員排查通道故障。
主要應用領域
憑借高溫三軸測量的產(chǎn)品特性,356A70三軸加速度傳感器適用場景十分廣泛:
航空航天領域可用于發(fā)動機部件高溫振動試驗、飛行器零部件沖擊測試、風洞試驗三維振動監(jiān)測、火箭部件環(huán)境力學篩選試驗;汽車行業(yè)用于發(fā)動機艙高溫振動測試、底盤零部件沖擊可靠性試驗、汽車碰撞三維加速度采集;軌道交通行業(yè)用于列車轉向架沖擊振動測試、軌道部件動力學試驗;高校與科研院所可開展高溫環(huán)境結構模態(tài)試驗、材料動力學特性研究、沖擊響應譜試驗;工業(yè)設備領域用于風機、內(nèi)燃機、高溫泵體三維振動故障監(jiān)測;包裝行業(yè)產(chǎn)品跌落沖擊三維加速度檢測等多個方向。
同時也要明確該產(chǎn)品使用邊界:電荷輸出傳感器必須外接電荷放大器,不可直接連接普通IEPE采集通道;傳感器屬于壓電式動態(tài)傳感器,不能夠測量0Hz恒定靜態(tài)加速度;在超高溫測試時需要配套耐高溫專用信號電纜,避免普通電纜高溫老化影響信號傳輸精度。
安裝、配套配件與使用建議
在實際測試工作當中,傳感器的安裝質量直接決定振動測量結果的準確度。優(yōu)先推薦螺栓剛性安裝,這是高頻振動測試優(yōu)安裝方式,可以最大限度傳遞被測物體振動信號;臨時測點、不可打孔位置可以采用粘接安裝,但粘接方式高頻截止頻率會有所下降,高頻測試精度受限。
線纜方面推薦AF、AG系列接頭以及003系列專用配套電纜,保證接頭阻抗匹配,減少電荷信號傳輸損耗。信號后端需要搭配多通道電荷放大器,將傳感器輸出微弱電荷信號轉換成電壓信號,再接入振動數(shù)據(jù)采集設備,之后借助振動分析軟件完成頻譜分析、沖擊響應譜計算、模態(tài)參數(shù)識別等后處理工作。高溫工況下,電纜布線需要遠離高溫熱源,選用耐高溫線纜,防止線纜絕緣層融化損壞。傳感器長期存放應當置于干燥常溫環(huán)境,避免接頭磕碰損傷,保證同軸接頭接觸面清潔。