振動加速度計的頻率和靈敏度性能淺談

振動試驗中，我們對控制點、監測點等的振動量值大多是通過加速度傳感器采樣得到的，該數值的正確性、可信性，直接影響到對試驗的結果的判定。影響振動試驗中振動量值的正確獲得，除了與傳感器的安裝位置、試件的安裝等外，還跟傳感器的技術指標有關，它是得到振動量值的最直接也是最重要的單元之一。

振動加速度計的頻率

典型的壓電式加速度傳感器的頻率特性曲線如圖2所示。該曲線的橫坐標是對數刻度的頻率值，而縱坐標則是相對電壓靈敏度，就是被標定的加速度傳感器的電壓靈敏度和一個標準加速度傳感器的電壓靈敏度之比。從圖中可以看出壓電式加速度傳感器工作頻率范圍很寬，只有在加速度傳感器的固有頻率附近靈敏度才發生急劇變化。

壓電式加速度傳感器的頻率特性曲線因此就傳感器本身而言，固有頻率fn是其主要參數，通常一般幾何尺寸較小的傳感器有較高的固有頻率，但靈敏度較低。權衡傳感器的靈敏度和使用頻率范圍這一對矛盾，到底如何取舍？這決定于測量要求。但是就一項精確的測量而言，寧肯選取較小靈敏度的加速度傳感器，也要保證有足夠寬的有效頻率范圍。選擇加速度傳感器的頻率范圍應高于被測試件的振動頻率，有倍頻分析要求的加速度傳感器頻率響應應更高。

振動加速度計的靈敏度

壓電式加速度傳感器的靈敏度有兩種表示方法，一個是電荷靈敏度，另一個是電壓靈敏度。

壓電式加速度傳感器的使用說明書上所標出的電壓靈敏度，一般是指在限定條件下的頻率范圍內的電壓靈敏度。在通常條件下當其它條件相同時，幾何尺寸較大的加速度傳感器有較大的靈敏度。明書上還會給出最小加速度測量值，也稱最小分辨率，考慮到后級放大電路噪聲問題，應盡量遠離最小可能值，以確保最佳信噪比。最大測量極限要考慮加速度傳感器自身的非線性影響和后續儀器的最大輸出電壓。