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加速度計(jì)被廣泛用于監(jiān)視航空航天，汽車和制造應(yīng)用中的振動(dòng)。機(jī)械工程師經(jīng)常使用它們來(lái)診斷旋轉(zhuǎn)設(shè)備的問(wèn)題或評(píng)估承受周期性應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（例如監(jiān)視火車/卡車過(guò)橋引起的振動(dòng)等）。它們還經(jīng)常用于監(jiān)視以下情況：基于維護(hù)的基礎(chǔ)上，工程師可以檢查設(shè)備產(chǎn)生的振動(dòng)以評(píng)估其健康狀況，并監(jiān)控敏感設(shè)備在運(yùn)輸過(guò)程中承受的壓力。

獲取振動(dòng)數(shù)據(jù)的最常見(jiàn)方法包括連接加速度計(jì)并將其配置為可以以很高的采樣率提供高分辨率（24位）振動(dòng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)繪制，記錄，過(guò)濾和分析振動(dòng)數(shù)據(jù)，并允許使用各種類型的加速度計(jì)。如果配置正確，它們甚至可以允許通過(guò)Wi-Fi無(wú)線傳輸振動(dòng)數(shù)據(jù)。

當(dāng)直接安裝在振動(dòng)結(jié)構(gòu)上（或內(nèi)部）時(shí)，加速度計(jì)將機(jī)械能成比例地轉(zhuǎn)換為電能。加速度通常用  重力常數(shù)g表示，它等于9.81 m / s2。加速度計(jì)的三種主要類型用于振動(dòng)測(cè)試。

壓電加速度計(jì)

壓電加速度計(jì)是最流行的，并且廣泛用于工業(yè)應(yīng)用。它們的鋯鈦酸鉛（PZT）傳感元件在加速時(shí)會(huì)產(chǎn)生電荷或輸出。壓電加速度計(jì)具有極低的噪聲，在所有振動(dòng)和大多數(shù)沖擊應(yīng)用中，其性能均優(yōu)于電容式MEMS或壓阻式加速度計(jì)。有多種變體可用：三軸或單軸，從用于地震應(yīng)用的高靈敏度類型到用于沖擊測(cè)試的低靈敏度；有些類型旨在處理最極端的環(huán)境，甚至是核環(huán)境。它們最重要的缺點(diǎn)是它們是交流耦合的，因此它們無(wú)法測(cè)量重力矢量或持續(xù)的加速度。

充電模式壓電加速度計(jì)

充電模式壓電加速度計(jì) 具有極強(qiáng)的耐用性，因?yàn)樗鼈兡軌虺惺軔毫訔l件，包括極端溫度（-200°C至+ 400°C）；有些甚至可以在核環(huán)境下運(yùn)行。但是，它們的高阻抗要求使用特殊的電纜屏蔽噪聲。還需要電荷放大器，這增加了系統(tǒng)成本和復(fù)雜性。

電壓模式內(nèi)部電子壓電加速度計(jì)

電壓模式內(nèi)部電子壓電（IEPE）加速度計(jì) 已成為最常用的加速度計(jì)類型。它們與電荷模式壓電加速度計(jì)非常相似，但具有內(nèi)置電荷放大器。這消除了對(duì)特殊布線的需求，并簡(jiǎn)化了將它們集成到系統(tǒng)中的過(guò)程。需要一個(gè)恒定的直流電源，許多數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)現(xiàn)在都包括此電源。這些加速度計(jì)中內(nèi)置的微電子電路意味著它們無(wú)法滿足充電模式加速度計(jì)在惡劣環(huán)境中的承受能力，但它們的典型溫度范圍為-40°至+ 125°C，足以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需要。與任何類型的傳感器一樣，要確保振動(dòng)測(cè)量的準(zhǔn)確性取決于為特定應(yīng)用選擇合適的加速度計(jì)。在許多情況下，加速度計(jì)是測(cè)量鏈中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。例如，對(duì)于需要集成速度或位移加速度數(shù)據(jù)的沖擊測(cè)試，請(qǐng)選擇電容式MEMS或壓阻式加速度計(jì)。壓電加速度計(jì)是振動(dòng)測(cè)量的理想選擇，但低頻應(yīng)用需要特殊的高靈敏度加速度計(jì)。表1提供了有關(guān)哪種加速度計(jì)類型最適合各種應(yīng)用的指南。

可變電容MEMS

可變電容MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）加速度計(jì)是最小，最便宜的加速度計(jì)選擇，通常在智能手機(jī)中使用。它們可以直接安裝在印刷電路板上，這使其成為電氣工程師的首選。盡管它們的低成本和小尺寸使其受歡迎，但它們提供的數(shù)據(jù)質(zhì)量明顯較低，尤其是在較高的頻率和幅度端。它們通常不適合工業(yè)應(yīng)用；但是它們是直流耦合的，對(duì)于基于人的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。它們的低成本和低功耗也使其成為健康監(jiān)控的理想選擇。

壓阻式加速度計(jì)

壓阻式加速度計(jì)是用于沖擊測(cè)試的最主要類型，但首選用于振動(dòng)測(cè)量。由于它們基于應(yīng)變儀，因此需要使用放大器和溫度補(bǔ)償，因此它們具有非常寬的帶寬（從0到幾千赫茲）和低噪聲特性。它們可以被氣體或流體阻尼，從而保護(hù)了加速度計(jì)并防止其達(dá)到內(nèi)部諧振頻率。由于它們是直流耦合的，因此可以對(duì)它們的輸出進(jìn)行積分，以計(jì)算沖擊事件期間的速度和位移。

摘要

下表總結(jié)了如何為您的應(yīng)用選擇合適的加速度計(jì)。