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灵敏度是加速度传感器的基础性指标,用于评估传感器对振动烈度的响应敏感性。人们通常讲的灵敏度是指加速度传感器的正向灵敏度,也即敏感方向的灵敏度,它是一个有量纲的物理量,其单位通常为mV/g。它的测量方法此文不做探讨,这里我们探讨的是横向灵敏度的测试方法。
横向灵敏度是指垂直于敏感方向的灵敏度,在垂直方向上,用户不期望看到信号输出,希望是零信号输出,但基于敏感器件原理以及装配工艺偏差,零信号输出是不可能的。既然不能避免,那么这个灵敏度控制得越小越好。小到什么程度呢?业内通常用相对灵敏度来衡量,用横向输出信号除以正向输出信号得到的百分比值来度量。所以,横向灵敏度是一个无量纲的百分比值,一般地,加速计的横向灵敏度标称在5%以内,也就是说,如果一只加速计的正向灵敏度是100mV/g,那么其横向灵敏度不能超过5mV/g。
横向灵敏度指标定了,怎么测试呢?这里需要一步理解横向灵敏度的概念。前面讲了,横向灵敏度是指垂直于敏感方向的灵敏度。问题来了,敏感方向是的,垂直于敏感方向的是一个360度的平面,那么在这个360度的平面内,哪个方向的灵敏度代表横向灵敏度呢?答案是:输出的方向。所以,找到输出方向成为横向灵敏度的核心技术点,也是核心技术难点,需要在连续振动过程中,让传感器旋转一周,并且在这个过程中连续采集信号。由于实施困难,业内鲜有具备能力的设备可以测试横向灵敏度。大家都是怎么做的呢?
下面介绍有代表性的两种测试方法(注:这两种方法都不能准确解释横向灵敏度)。
种方法:取一个便于安装的方向测试得到横向输出信号,用这个信号直接与正向信号比。这个测试结果大大美化了横向灵敏度,对用户是一种“欺骗"。
第二种方法:取一对相互垂直的安装方向测到2个横向灵敏度信号,把这2个信号和方根,用和方根值与正向信号比较。这种方法比一种好很多,基本能反映横向灵敏度值,但是仍让不是真实的横向灵敏度值,因为在另一组相互垂直的方向上可能得到更高的值。所以,这种测试方法仍然美化了产品质量,只是比种方法要“善良"一些。
森瑟科技采用第三种方案,是真正能够解释横向灵敏度的测试方法,我们称之为“矢量测试法"。森瑟科技发明了一种设备,把一根横梁偏心安装在一对同步齿轮上,同步齿轮旋转一周过程中,横梁也旋转一周,但始终指向同一方向,由于离心力的作用,横梁上的任意一点的受力方向经历了360度整个周期的变化。所以,把传感器安装在横梁的任何位置,都能测出360度全范围内的灵敏度值,用高速数采采集信号,设计算法找到360度全周期的值,用值与正向灵敏度比较,得到真实的横向灵敏度值。
森瑟科技“矢量测试法"设备加速度通过面板调速器(ω)调节,横梁的偏心距(r)是固定的,设备产生的加速度算法基于如下公式:a=ω2r
设备实物照片如下:
设备号:2017100557216
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