加速度计
加速度计是压电电子（晶体）装置。预负载的晶体充电，电流充电，并且由于晶体被压缩或通过振动进行缩小，提供与G的（重力）成比例的输出。
加速度计是压电电子（晶体）装置。预负载的晶体充电，电流充电，并且由于晶体被压缩或通过振动进行缩小，提供与G的（重力）成比例的输出。
“G”等于9.80米/秒2或一（1）个标准地球重力。
加速度计通常用于高频轴承帽振动读数（使用滚动元件轴承的机器上的情况下/轴承盖绝对。通常输出以电子方式集成到速度
(在/秒或毫米/秒)。其他应用包括监控齿轮和高频应用。
加速度 - 操作原理
系统中最明显的起点是加速度计本身。它只是一种换能器，它将应用的加速度转换为其体的施加加速度成其输出上的电压的比例位移。
信号调节
信号条件包括
1，加速度计
2.自流来源
3.地图
4.交流耦合
5.仪器优点放大器
6.低通滤波器
7.尽产权和持有
用于测量振动的信号调节电路非常简单。It consists of the accelerometer itself, a current source to excite the accelerometer, proper grounding to eliminate noise pick-up, AC coupling to remove DC offsets in the system, an instrumentation amplifier to boost the accelerometer’s signal level, a low pass filter to reduce noise and prevent aliasing in the data acquisition system, and finally, simultaneous sample and hold circuitry to keep the signals properly timed with respect to each other.
加速度计的类型:
加速度计有两种轴向类型。最常见的加速度计只沿单轴测量加速度。这种类型通常用于测量机械噪声水平。
例如，您可以在压缩机上使用它，结果可以帮助确定压缩机是否正常运行，或者需要维护。
第二种类型是三轴加速度计。该加速度计能够以正交组件的形式创建三维矢量加速度。当有必要确定正在进行分量的振动类型（横向，横向，旋转等）时，或者如果必须已知任何方向上的加速度，则使用这种类型。必须更仔细地完成这种加速度计的安装，以便准确指示加速方向。这种类型的加速度计还有三个单独的输出，每个输出需要其自身的信号调节。
加速度计结构:
活性加速度计包含与加速度计的壳体粘合的压电晶体。粘合到晶体的另一侧是一个小的地震肿块。当加速度计移动时，该质量要么压缩或拉伸晶体，在其表面上诱导电荷。通过内部内置的小电荷敏感放大器拾取此电荷。该放大器由外部恒流源供电，并相对于压电晶体上的变化电荷调制其输出电压。因此，加速度计仅使用两根线，用于传感器激励（电流）和信号输出（电压）。
这也意味着活性加速度计具有相对低的输出阻抗，通常在几千克欧姆的顺序上。
加速度计的优点和缺点
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主动加速度计具有优于传统的无源元件加速度计。因为活跃的加速度计具有相对较低的输出阻抗，所以它对其布线拾取的噪声不太敏感。内置的信号调节电路进一步减少了尽可能接近晶体的噪声接收。最终结果是活动加速度计更易于使用，尤其是在非常嘈杂的环境中。
尽管有这些优点，但存在一些缺点，这可能会阻止其中一个有效的加速度计。因为前端电路设置在加速度计内，所以它具有独立于激励电流的固定信号灵敏度。该电路还限制了加速度计的可用温度范围，因为大多数信号调节电路将失效大于大约250°F。
加速度计参数：
主动加速度计有三个主要参数，以考虑选择要使用的模型。
第一个参数是传感器的测量范围。这个数字表示传感器可以合理测量的最大加速度，用+g表示。(一个g是一个地球引力。)因此，一个测量范围为+ 5g的传感器可以测量沿其测量轴任意方向的5g加速度。
下一个参数是灵敏度。这是传感器的“增益”，给定为每g伏特的比值。因此灵敏度为200 mV/g的传感器在经历1.5 g加速度时位移300 mV。
最终参数是加速度计的谐振频率。这代表了传感器环突然撞击的频率，就像在敲击时一样的高脚圈环。因为传感器想要在此频率下自然地共振，所以确保不使用加速度计测量谐振频率附近的任何信号非常重要。
能量源 ：
激发加速度计的电源是电流源。大多数加速度计可以在2到20 mA之间的电流上操作。虽然使用2 mA源似乎更经济，但应该指出，加速度计可以驱动的最大频率和幅度与令人兴奋的电流直接相关。因此，长电缆长度需要更高的电流，以便在大电压范围内驱动高频。具有短电缆或低频测量的系统可以耐受较低电流驱动。
除了电流源可以提供的电流量外，它必须具有足够高的电压顺应性，以在其整个工作范围内为传感器供电。电压顺应性是电流源正常功能的电压范围的量度。例如，24 V柔顺电流源在其终端上传递0到24 V的范围内的恒定电流。
大多数加速度计系统使用三种类型的电流源之一，电阻和电池，二极管和电池，和有源。这些将被详细讨论。
用于激励加速度计的最简单的电流源是一个电池和电阻系统-三个9v电池串联一个电阻。
虽然它非常简单且便宜，但它也非常不足。只要系统中没有信号，电阻保持恒定电流。信号在输出端子处改变电压电平的那一刻，电流也根据欧姆的法律而变化。要钝化，电池和电阻电流源是0 V，符合其设计！这种动态改变当前的背部本身在系统的响应中作为非线性度。结果，该电流源产生了大量的谐波失真。
有功电流来源:-
电阻器的必然值低为提供必要的电流意味着该电流源的动态阻抗也相当低，通常约为5千克欧姆。（理想的电流源具有无限的动态阻抗。）
最后，随着电池放电，该电流源的标称电流和峰值从该电流源输出缓慢变化。
有功电流源是加速度计的最佳动力源。它的遵从性可以非常高，并且不会随着时间或频率而降低。无需更换电池，因此无需维修。根据设计的复杂性，它可以有一个动态阻抗在0.5兆欧姆以上。
唯一的缺点是，由于其复杂性更大，它比其他电流源更昂贵。
传感器接地：
适当的接地对于最小化振动测量系统中的噪声至关重要。然而，接地不当可能会导致比消除更多的噪音问题。由于接地，地面环或浮动节点，有两个主要的噪声原因。
当传感器和信号调理输入都接地时，就会发生接地回路。回路形成于传感器电缆和建筑物地面之间。这个巨大的回路非常适合接收机器、灯光等产生的感应电流。由于回路电阻是有限的，结果在信号调理的输入端是一个较大的50或60 Hz共模噪声信号。因此，在系统中提取了一个大的共模噪声。如果情况足够糟糕，共模电压会高到足以饱和信号调理的前端，造成大量的噪声问题。
同样地，当传感器和信号调理系统都没有接地时出现的浮动节点，感应电荷会在传感器上积累，直至信号调理系统前端过载。
解决方案很简单。将传感器或信号调节输入接地，但不均匀。
交流耦合：
下一个阶段，交流耦合，消除出现在加速度计上的直流电压偏移。这极大地增加了系统的分辨率，因为系统不再需要适应偏移量。例如，一个输出电压摆幅为+ 2v，偏置电压为10v的加速度计需要一个输入范围为12v的数字化仪，尽管实际信号仅使用了4v。相同的传感器交流耦合将需要数字转换器的4v输入范围，将分辨率提高三倍。
此外，交流耦合消除了加速度计由于年龄和温度影响而产生的长期直流漂移。
对于交流耦合，唯一需要注意的是确保低频滚转低于所需的频率范围。
