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压电式传感器是如何测量桥梁振动的

作者:admin  更新时间:2017-10-15
桥梁振动的检测通常是使用三轴加速度传感器,通过测量三个方向的加速度,确保桥梁的安全性,其中压电式传感器因为体积小、安装方便、测量精度高被广泛应用在桥梁振动测量中,那么压电式传感器是如何测量桥梁振动呢?
压电式传感器是如何测量桥梁振动的
  在利用加速度传感器测量桥梁受外荷载振动的影响时,我们最好选用三向加速度传感器进行监测。在传感器的选择中,电阻式应变传感器存在输出信号微弱、在大的应变状态下线性度不好的问题,电感式传感器存在其高频交流零位信号不适用于高频动态测量的问题。鉴于上述传感器的缺点,我们提出使用压电式加速度传感器。压电式加速度传感器由于其测量精度高、工作频率范围宽、重量轻、体积小、安装方便等,被广泛地应用于振动测量。在选择时,主要考虑加速度计的灵敏度、频率范围和环境温度等是否合适,如被测物体振动量级较大要选择低灵敏度的
  测试系统中,压电式加速度计的作用是把振动量转换成相应的电信号。为准确地进行测量,对加速度计有如下的基本要求:
  1、具有较宽的动态范围,即对非常低和非常高的振动都能精确地响应
  2、具有较宽的频率响应范围
  3、在其频率响应范围内具有良好的线性度;
  4、对环境干扰具有最低的灵敏度
  5、结构坚固,工作可靠,能够长时间保持稳定的特性。
  在使用加速度计时,应特别注意灵敏度性能指标。灵敏度是指在一定机械量作用下,传感器输出的电荷(电压) 数。灵敏度有两种表现方式: 电荷灵敏度和电压灵敏度。由于系统加速度计是与电荷放大器连接使用,因此选用电荷灵敏度。加速度计可直接安装在试件表面上,也可用安装块。无论采用何种方式安装,都应保证传感器的敏感轴向与受力方向的一致性。另外,为保证最佳的机械接触面,安装接触面要求有高平行度、平直度和低粗糙度。如果被测物表面形状复杂,需同时测量多方向的加速度或为避免试件补加工等场合,则需借助安装块进行安装。实际测试时,为了防止电缆相对运动产生摩擦而引起的“电效应”,除需选用低噪声电缆,还应把电缆牢固地固定在试件上。
  上文对压电式传感器应用到桥梁振动监测中进行了简单的论述,对压电式传感器应用到桥梁上的整体结构作了介绍,并对其信号频率进行了分析,为尽量避免桥梁振动频率与自振频率接近、对桥梁危险性进行预警提供了依据。