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理解压电加速度计共振频率

理解压电加速度计共振频率

  • 分类:专家答疑
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  • 发布时间:2016-08-29 00:00
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【概要描述】问题:集成电路压电式加速度计和压电式加速度计的数据表中列出的“共振频率”是什么意思?回答:共振频率是指加速度计频率响应中灵敏度输出最高时对应的频率点,单位为赫兹(Hz)。典型的压电加速度计的共振频率一般在20kHz以上,甚至有些高达90kHz。顾名思义,共振频率是加速度计本身机械结构固有共振的结果。为了完整起见,这个术语应表述为“安装共振频率”。当然,如果加速计安装在“自由空间”,它的共振与安装在

理解压电加速度计共振频率

【概要描述】问题:集成电路压电式加速度计和压电式加速度计的数据表中列出的“共振频率”是什么意思?回答:共振频率是指加速度计频率响应中灵敏度输出最高时对应的频率点,单位为赫兹(Hz)。典型的压电加速度计的共振频率一般在20kHz以上,甚至有些高达90kHz。顾名思义,共振频率是加速度计本身机械结构固有共振的结果。为了完整起见,这个术语应表述为“安装共振频率”。当然,如果加速计安装在“自由空间”,它的共振与安装在

  • 分类:专家答疑
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问题:

集成电路压电式加速度计和压电式加速度计的数据表中列出的“共振频率”是什么意思?

回答:

共振频率是指加速度计频率响应中灵敏度输出最高时对应的频率点,单位为赫兹(Hz)。典型的压电加速度计的共振频率一般在20kHz以上,甚至有些高达90kHz。顾名思义,共振频率是加速度计本身机械结构固有共振的结果。为了完整起见,这个术语应表述为“安装共振频率”。当然,如果加速计安装在“自由空间”,它的共振与安装在一个结构上的共振不同。然而,对一个压电加速度计而言是一个不切实际的应用,因而必须指定“安装”。制造商的设计目标并不是得到共振频率在一定公差范围内的加速度计。相反,指定共振频率的最小值,从而确保共振频率点不会低于此最小值。因此,共振频率是一个粗略的“品质因数”,从而设置加速度计频率范围的上限。

对于压电加速度计,其机械结构几乎完全无阻尼,共振振幅的峰值相当高,导致共振频率处的灵敏度比指定的参考灵敏度(如100Hz)高许多倍。正因为如此,处于或接近共振频率峰值的任何振动将被高度放大,从而导致测量失真和数据损坏。制造商的设计目标是使加速度计共振频率尽可能高,远远高出用户测试应用的任何振动频率。用户还必须确保没有振动频率分量处于或接近共振频率点。

要注意的是,指定的共振频率通常是加速度计在理想的安装条件下得到。就如制造商可以利用加速度计本身的机械接头来影响加速度计的共振频率点,外部结构性因素(由用户控制)也可以影响。机械共振特性一般取决于材料的刚度和阻尼,加速度计尽可能的正确和刚性安装也至关重要。不当的安装技术会减少刚度,并增加阻尼,使共振峰频率降低、机械Q值降低。如果任其恶化,最终的结果将会对加速度计的频率响应造成不利影响。正确的加速度传感器安装技术超出了本文的范围,关于这个问题有很多文献可以参考。

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