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[热氏质量流量计] [什么是智能质量流量计]
加速度振动传感器物理设计
加速度振动传感器是压电装置，也就是说，主传感元件是一种压电元件，其构造方式是在振动力的作用下，产生比例电信号。一些材料被发现是自然压电的。石英是一种常用于加速度计的天然材料，具有无与伦比的长期稳定性。多晶陶瓷材料可以用来表现压电性能。锆钛酸铅(PZT)是加速度计“极化”后常用的一种材料。轮询PZT使陶瓷在高温下承受很高的直流电压，试图沿轮询轴对齐磁畴。PZT显示输出随时间自然衰减，需要频繁重新校准。人工老化装置的特殊努力降低了这种情况。高冲击水平或高温装置也可能导致基于PZT的传感器输出发生变化。
一般来说，石英和PZT都用于制造加速度计。每种材料都有一定的优缺点。如前所述，石英具有优异的温度稳定性，没有老化效应，因此随着时间的推移非常稳定。石英传感器提供高电压灵敏度，需要电压放大器调节信号。带大阻值电阻的电压放大器通常固有噪声更大，限制了***小可测量信号，但允许监测非常高的振动水平。基于PZT的传感器提供高电荷输出和高电容。使用“更安静”的微电子电荷放大器，从而可以测量低电平振动。
加速度计设计中应考虑的其他材料选择包括外壳材料、连接器选择和密封方法。工业加速度计需要在非常恶劣的环境条件下工作。恶劣的化学物质通常会使传感器受到腐蚀，***终导致损坏。在恶劣的工业环境中，需要使用非腐蚀性316L不锈钢外壳，以确保传感器的生存能力。316L不锈钢也用于其非磁性的性能，这是重要的周围大型电机。经过阳极氧化处理的铝质外壳经受不住极端条件。一些新型的传感器正在出现，它们是复合外壳设计的。一些复合材料具有与不锈钢相似的耐腐蚀性。连接器也应同样坚固。在恶劣环境中，也需要带密封密封件的不锈钢连接器。像BNC这样的非密封连接器，虽然很方便，但在工业条件下是无法生存的。BNC连接器在反复使用和剧烈振动下也容易磨损。污染物可能通过环氧树脂密封件进入传感器，并永久损坏传感器。密封连接器和密封激光或电子束焊接确保传感器与外界污染物密封。
三种基本结构设计用于制造工业加速度计。它们是弯曲、压缩和剪切设计。这三种设计都包含压电元件、地震质量、基座和外壳的基本组件。
在挠曲设计中，压电元件以双悬臂梁的形式固定在地震质量上。图1显示了在支点或底座处驱动的传感元件/质量系统。弯曲设计具有较低的共振频率，通常不适用于机械监测应用。由于其高输出(高达100V/g)，弯曲设计在低水平、低频地震应用中表现出色。受弯构件通常是环氧树脂，这限制了其在高冲击环境中的应用。
在挠曲设计中，压电元件以双悬臂梁的形式固定在地震质量上。图1显示了在支点或底座处驱动的传感元件/质量系统。弯曲设计具有较低的共振频率，通常不适用于机械监测应用。由于其高输出(高达100V/g)，弯曲设计在低水平、低频地震应用中表现出色。受弯构件通常是环氧树脂，这限制了其在高冲击环境中的应用。
压缩设计通常是***简单和***容易理解的。石英或陶瓷晶体夹在地震块和底座之间，中间有一个弹性预紧螺栓。运动(振动)进入底座挤压晶体，产生输出。压缩设计比弯曲设计更适合用于工业机械监测应用，因为它们具有高共振和更耐用的设计。由于基底应变和热瞬态敏感性，压缩设计通常具有厚基底，因此应在厚壁结构上使用。
剪切设计使传感元件受到剪切应力。如图3所示，压电传感元件和地震质量通过扣环固定在直立的中心柱/基座上。这种预紧力产生了一个刚性结构，具有良好的频率响应和更大的机械完整性。由于灵敏轴与安装表面不一致，不利的环境条件(如基极应变和热瞬变)不会像其他设计中那样产生假信号。
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