课题一压电式振动传感器
课题二微硅集成加速度传感器
课题三冲击传感器;
了解振动的基础知识。
掌握压电效应、常用压电材料和压电式传感器的结构。
掌握压电式振动传感器的工作原理及基本测量电路。
掌握压电式振动传感器的测量方法并能正确使用。
掌握振动传感器的技术指标并能正确进行选型。;知识引入;知识讲解;２．振动的相关概念
（1）周期周期是物体振动一次所需的时间，通常用T表示（见图），单位为秒（s）。频率是周期的倒数，即每秒钟物体振动的次数，用f表示，单位为赫兹（Hz）。;（２）振幅
振动物体偏离平衡位置的最大距离为振动的幅值，简称振幅。在振动位移测量中常用x表示，单位为毫米（mm）。工程上又常将振幅细分为单峰值（Vms）、峰峰值（Vpp）和有效值等指标。通常，用振动测量仪器测得的位移振幅指的是峰峰值。
（３）谐振
当振动频率接近系统的固有频率时，振动迅速增强，此时系统处于谐振（共振）状态，振动测量时要尽量避开这一频率范围。;二、振动传感器的类型
振动传感器也称为加速度传感器。根据振动传感器测量过程中是否与测点接触以及工作参数的不同，可以做如图所示分类，外形如图所示。;振动传感器外形图;三、压电式振动传感器
１．压电效应与压电材料
压电效应是某些物质沿一定方向上受到外力作用变形时，内部被极化，其表面产生电荷；外力去除后，又重新回到不带电状态的现象。具有压电效应的物质称为压电材料（或压电元件）。;压电单晶体的典型代表是石英晶体（见图），突出优点是性能稳定，机械强度高，绝缘性能也相当好。石英晶体受压力或拉力时，电荷的极性如图所示。;２．压电传感器的工作原理
压电式传感器是以某些物质的压电效应为基础，根据在外力作用下压电材料表面产生电荷量的大小与外力成正比的原理来实现非电量测量的目的，如图所示。;３．压电式振动传感器结构
压电式振动传感器（见图）由压电元件、质量块、预压弹簧、基座、外壳等部分组成，如图所示。;四、压电式振动传感器的测量电路
压电式振动传感器的内阻很??，而输出信号微弱，因此不能直接显示和记录，需经测量电路进行放大、调整。测量电路由前置放大器、带通滤波器、归一化放大器三部分组成。
压电式振动传感器的前置放大器有两个作用：一是把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出；二是把传感器的微弱信号进行放大。;１．前置放大器
压电式振动传感器可以等效为一个电荷发生器与电容相并联，如图ａ所示。;２．滤波器
根据滤波效果的不同，滤波可分为低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波；根据使用手段不同分为硬件滤波和软件滤波。滤波器种类、规格很多，在实际应用中可以根据要求的技术指标购买滤波器模块，也可根据要求自行搭建滤波器。;五、振动传感器技术指标
１．灵敏度K
灵敏度即每一单位输入得到的输出量。
2．测量范围
常用的测量范围为0.1~100g，冲击振动可选用100~10000g，路桥、地基等微弱振动则往往选择0.001~10g的高灵敏度低频加速度传感器。;３．横向灵敏度
压电元件在横向受力时，在轴向表面也会产生电荷，因此在测量振动时，除了产生有用的纵向压电效应外，还产生有害的横向压电效应。
４．频率范围
多数压电加速度传感器的频率范围为0.1Hz至10kHz。;六、振动测量系统
振动测量装置可以看作一个系统，各组成部分及振动传感器在其中的作用可用图表示。;
了解微硅集成加速度传感器的结构和工作原理。
了解微硅集成加速度传感器的应用领域和特点。
能正确安装与使用微硅集成加速度传感器。;知识引入;知识讲解;微硅加速度传感器;二、压阻式微硅加速度传感器的工作原理
压阻式微硅加速度传感器内部结构如图所示。压阻式微硅加速度传感器的组成及原理框图如图所示。;压阻式微硅加速度传感器原理框图;三、电容式微硅加速度传感器的工作原理
电容式微硅加速度传感器内部结构如图所示，它是一种基于差动电容的加速度传感器。这种传感器将振荡器、相敏检波器、放大器等检测电路集成在一起，就组成电容式微硅加速度芯片，如图所示。;四、加速度传感器的使用方法
１．传感器的校准
使用一段时间后传感器灵敏度和其零点输出会改变，所以在进行测量工作之前要进行校准。常用的校准方法有绝对法和相对法。;２．传感器的安装
测点选择首先要根据测量目的来确定，如测量齿轮箱振动，可将测点选在轴承座上；同时应对各测点做好标记，以保证每次测定的部位不变；另外还要注意，测定部位的表面应是光滑洁净的，以避免脏污对振动传递造成衰减。;３．使用注意事项
（１）采取防护措施，减小环境影响造成的测量误差
常见的恶劣环境有高温、潮湿、电磁场，处在这种场合下的传感器如不采取