蚌埠无线振动传感器规格

选型指标


每一种型号的加速度传感器都有特别合适的应用场景，因此，测试时必须根据测试使用要求，选择较合适的加速度传感器。在选择加速度计时，主要从传感器性能、环境因素、电气特性和物理特性四个方面去考虑。




性能包括灵敏度、量程、频响特性、谐振频率、横向效应和线性度等指标。环境因素包括工作温度、温度响应和冲击极限等。电气特性包括激励电压与电流、稳定时间等。物理特征包括敏感材料，结构设计、尺寸、重量和出线方式等。




性能指标：


量程/灵敏度：每个传感器都有测量范围，通常量程大的传感器，灵敏度低，量程小的传感器，灵敏度高。通常传感器输出电压的上限为5V，因此，传感器灵敏度乘以量程得到的为传感器的量大输出电压5V。如某型号传感器的灵敏度为50mV/g，则该传感器的量程为100g。通常ICP型加速度传感器满足这个规律，而其他类型，如零频加速度传感器，则不满足此规律。另一方面，传感器灵敏度越高，则传感器的质量越大，传感器输出电压越大，信噪比越高，分辨能力越强。对于测试不同的结构，应选择相匹配的传感器量程，通常，土木桥梁和**大型机械结构加速度振动量级在0.1g～10g 左右，机械设备的振动在 10g～100g 左右。




谐振频率：传感器本身也是一个结构，因而，也存在固有频率，通常，把传感器的**阶固有频率称为谐振频率。传感器尺寸越小，谐振频率越高。加速度计的使用上限频率取决于幅频曲线中的谐振频率。一般传感器的工作频率范围为其自身谐振频率的1/3以下。




频响特性：一般加速度传感器的工作频率上限为自身谐振频率的1/3左右。另一方面，通常加速度传感器低频特性较差，信号衰减严重，而在高频段线性度差，非线性影响严重。如图2为某型号加速度计的频响曲线，从曲线图中可以看出，在2Hz以下信号衰减严重，频响性能差，在12KHz以上线性度差，其谐振频率约为38KHz。因此，该传感器的工作频率为12KHz以下。在选择加速度计时，加速度计的频率上限稍**被测结构的振动频率即可。一般，土木工程结构的频率范围在0.2~1KHz左右，机械设备是中频段，频率范围在0.5~5KHz左右。
线性度：由于传感器测量时只能输入单一灵敏度，因此，用于描述在一定的频响范围内，传感器的灵敏度是否满足实际的灵敏度的指标，即为线性度。相对而言，在低频段（如5Hz以下），传感器的灵敏度会少于实际的灵敏度，而在高频段（如大于工作频率上限），则灵敏度会大于实际的灵敏度。只有在中间频段，灵敏度满足线性关系，如图2所示。如果传感器不在线性区间进行测量，则测量得到的幅值误差较大，一般要求传感器非线性<1%。




横向效应：当测量某个方向的振动时，信号输出应该全为振动感知方向，但实际上在与该方向垂直的方向也有信号输出，这种效应称为横向效应。横向效应灵敏度越低，性能越好，但是相对而言，传感器都存在一定的横向效应，通常标称横向效应<5%。




环境因素：


使用环境：传感器使用时受温度、湿度、尘土等环境因素的影响。任何一种传感器都有自身的工作温度范围，因此必须根据实际测点位置的温度，以及环境温度来选择合适的传感器。另外，对于测试环境存在潮湿、腐蚀和电磁场等影响因素时，选择传感器也应该考虑这些因素。




温度响应：传感器的灵敏度会受到温度的影响，当温度发生了改变，如果我们还使用常温下的灵敏度，则会给测量带来误差。如图3为某传感器的温度响应曲线，从图中可以看出，当室温时，传感器的灵敏度没有偏差，但当温度远离室温时，灵敏度偏差则越来越大。因此，传感器的工作温度应与温度响应曲线中灵敏度无偏差的温度一致。
冲击极限：表示传感器能经受的瞬时冲击限制，通常用峰值表示，如某传感器的冲击极限为±7000g pk。




电气特性：


激励电压/电流：有源传感器都需要提供激励电压/电流才能正常工作，像ICP型传感器需要提供20-30VDC激励电压和2-20mA的恒流激励。当今的数据采集仪普遍内置了这样的供电装置，因此，可直接给ICP传感器供电。但还有很多其他类型的加速度传感器，如MEMS加速度传感器，力平衡式加速度传感器等，如果采集仪不能提供相应的激励电压/电流，则需要选择外部供电方式。




稳定时间：对于ICP型传感器，由于存在放电常数，当给传感器供电时，传感器输出的信号会从无穷远处慢慢地稳定到基线附近，这个时间称为稳定时间。而我们在进行测量时，应待传感器输出的信号稳定之后再进行测量。通常这个时间只需要几秒钟。




物理特性：


敏感材料：对于压电式和ICP型传感器多半采用石英晶体和压电陶瓷作为敏感材料。石英晶体的介电和压电常数的温度稳定性好，适于做工作温度很宽的传感器。具有压电效应的压电陶瓷是人工合成的，原始的压电陶瓷不具有压电效应。由于压电陶瓷制作工艺更方便、耐湿、耐高温等优点，当今的压电传感器多半采用压电陶瓷作为敏感材料。




尺寸和质量：加速度传感器外形以圆柱体和六面体居多，而圆柱形的加速度计又分**部出线和侧面出线两种方式。选择加速度计的外形尺寸时，主要受安装位置空间的影响，对于安装位置空间有限的测点，则必须选择合适的传感器外形尺寸。另一方面，在选择传感器类型时，还必须考虑传感器本身的重量带来的附加质量的影响，特别是测试轻质结构时，传感器本身重量影响显著。可能对待测结构总质量来说，传感器的总质量很少，但是，参与振动的不是结构的全部质量，而是参与振动的那部分质量，称为有效质量，此时，传感器的总质量可能相对于结构的有效质量会很大，此时传感器附加质量的影响会很明显。另外，传感器安装时，可能还会使用工装，此时工装的质量对结构振动幅值会存在影响。对于一些小巧轻型的结构振动或在薄板上测量振动参数时，传感器和固定件质量引起的“额外”荷载可能会改变结构的原始振动，从而使测得结果无效。因此，在这种情况下应该使用小而轻的传感器，估算加速度计质量—荷载的影响。


ar =asms/(ms ma)


式中，ar——带有加速度计的结构加速度响应；


as——不带有加速度计的结构加速度响应；


ms——待装加速度计的结构“部件”的等效质量；


ma——加速度计的质量。


因此，应注意因附加质量而改变结构振动的幅值和频率，这在大型的工程结构测试中，并不**，而对小型的机械零部件影响较大，测试分析中要考虑。

振动位移传感器


高灵敏振动位移传感器,是一种集振动和位移测于一身的全方信固态控制器件,是目前作为报警和状态检测的较佳选择,传感部分采用目前较先进固态加速度检测器件,既对振动有很高的检测灵敏度,又对周围环境的声音信号抑制,具有很强的搞干扰能力,可广泛应用于机动车,保险柜,库房门窗等场合的防盗装置中,器件的内部均含有**的控制芯片,应用非常方便,可直接带动小功率负载,用一只三极管进行电流放大后,即可驱动继电器或报警。
由于传感器工作在固态检测方式,故不存在机械疲劳,灵敏度降低,误触发和受环境湿度温度影响等不良现象,具有很好的一致性。


高灵敏震动位移传感器的外形为12*22*32mm，引脚分布见上中图，脚距：2.54mm,引脚功能见表下,内部示意图见上右图。在器件检测到振动信号时,能够输出直流电压信号,经外部元件电流放大后,即可驱动报警一段时间后自动复位功能.
\引脚功能:
1、地
2、灵敏度调节
3、信号输出
4、输出延时设定
5、电源

引脚定义：


1。白线（棕线）：信号输出，检测到振动时输出1秒左右的下拉信号，可以单片机直接接口。
2。黑线（黑线）：地
3。红线（蓝线）：正电源5～12伏直流


这是振动传感器C，是实际运用得较多的一种传感器，目前绝大多数车辆报警器都是使用这种传感器作为振动检测器件的。它的体积为35X50X20毫米，振动检测的灵敏度可以通过下方的灵敏度调节旋钮调节，顺时针灵敏度增加，逆时针灵敏度降低。当检测到振动大于一定幅度时，红色的指示灯点亮，并输出报警信号。
这种传感器采用压电陶瓷片作为振动检测器件，因为压电片的谐振频率较高，所以在压电片上焊接了一段重力弹簧，既可以降低谐振频率，又能将振动效果增强，因此具有结构简单、成本低廉、灵敏度高并且连续可调等诸多优点。


这种传感器采用三极管集电极开路输出的驱动模式，可以和单片机系统直接接口，首先单片机将端口置1，并通过上拉电阻拉至电源正电压，当传感器检测到振动信号时Q1导通，A点由电源电压下拉到0.1V左右，白线也被下拉至0.8V以下，这时单片机就能检测到端口电平变低得到报警信号了，这种结构的优点在于传感器对后续电路（单片机）的工作电压无要求，而且电路上相互隔离互不影响。

振动式防盗报警电路



工作原理

压电陶瓷片B1作为振动传感器，它紧贴房门背面固定在门锁附近。集成电路IC和功率放大三极管VT2、扬声器B2组成音响报警电路，开关管VT1向IC提供正脉冲触发信号。
平时，晶体三极管VT1、VT2均处于截止状态，IC不工作，扬声器B2无声，整个电路静态电流仅为3μA左右。一旦窃贼撬锁开门，就会引起房门背面固定的压电陶瓷片B1产生振动。Bl输出一个微弱的电信号，使原来截止的VT1导通，电池GBl通过VT1向IC的触发端提供一个正脉冲信号，IC受触发工作。IC工作后，其输出端输出内储“叮-咚-”声电信号，经VT2功率放大后，驱动B2发出响亮的报警声。IC每受一次触发，B2会连续发出三遍“叮-咚-”声，时间约4s。
电路中，VT1未设置偏流电路，目的有两个：一是利用VT1导通需B1提供大于0.65V正向电压这一特性，使电路只对强烈的撬锁振动有反应，而对一般外界其他干扰引起的轻微振动无反应，从而提高了报警器的准确性；二是大幅度降低了电路的静态电流，使电池使用时间大大延长。一般每换一次新干电池，可工作一年多。电池GB1为IC提供合适的3V工作电压，GB2主要是和GB1串联起来，将VT2工作电压提高到6V,使B2发声显著增大。
元器件选择
IC选用KD-153H型“叮咚”门铃**集成电路。该集成电路用黑膏封装在一块24mm x 12mm的小印制板上，并给有插焊外围元器件的孔眼，安装使用很方便。KD一153H的主要参数为：工作电压范围1.3V～5V，典型值为3V，触发电流不大于40μA;当工作电压为1.5V时，实测输出电流不小于2mA,静态总电流小于0.5μA;工作温度范围-10℃～60℃。KD-153H也可用HFC1500系列集成电路中内储“叮-咚-”声的芯片来直接代替。 晶体管VT1用9015或9012、3CG21型硅PNP三极管，要求电流放大系数β>50;VT2用9013或3DG12、3DK4．型硅NPN中功率三极管，要求电流放大系数β>100。
BJ选用普通HTD27A-1或FT-27型压电陶瓷片，其他型号的也可代用，但片径应尽可能选择得大一些，以提高报警器触发灵敏度。B2可用8Ω／0.25W小口径动圈式扬声器。GB1和GB2分别用两节5号干电池串联(配套塑料电池架)组成。
制作与使用
由于整个报警器所用元器件很少，所以不必另行自制电路板。焊接时，按前页图所示，将晶体三极管VT1和VT2直接焊在集成电路IC的芯片基板上，然后把它和电池G1、G2一同装入体积约70mm×60mm×20mm的绝缘小盒内。焊接时应特别注意电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿IC内部CMOS电路!压电陶瓷片Bl用长约20cm的双股电线引出盒外；扬声器B2用双股软塑电线(长度视楼房距储藏室的远近确定)也引出盒外。B2可装入一个塑料香皂盒内，并事先在面板开出音孔，制成漂亮的小音箱。
实际应用时，按照右图所示，将压电陶瓷片B1用三颗长约1cm的木螺丝钉固定(或用强力胶粘固)在紧靠储藏室房门背面的门锁部位，注意其金属基板面应平贴房门，并将报警电路盒也固定在房门背面；扬声器盒则通过双股塑皮导线引至楼上住人房间内。这样，一旦有窃贼撬锁开门，扬声器B2就会发出响亮的“叮-咚-”报警声。如果试验用手敲打门板需较大劲才能触发电路，可对调一下B1的两根接线头，则电路触发灵敏度肯定会提高许多。