常见加速度计类型解析

振动测量一般使用加速度计，这是因为加速度计具有以下优点：生产工艺成熟、动态范围大、频响范围宽、线性度好、稳定性高、安装方便等。其常用于中小型结构的模态试验、汽车试验、旋转机械故障诊断试验和振动控制试验等。在这主要介绍两种常见类型的加速度传感器：压电式加速度传感器和ICP型加速度传感器。

1.压电式加速度传感器

压电式加速度传感器是一种无源传感器，属于惯性式传感器。其主要利用压电晶体（如石英晶体）、压电陶瓷等压电材料的“压电效应”原理。在加速度计感受到振动时，质量块加在压电元件上的力也随之变化，压电晶体受力变形后，其内部会产生极化现象，同时在它的两个表面产生符号相反的电荷。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率（谐振频率）时，则力的变化与被测加速度成正比。当外力去除后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称为“压电效应”，具有“压电效应”的晶体称为压电晶体。

压电加速度计输出为电荷类型，故需要与电荷放大器配合使用，然后信号再传输到采集仪或者与内置电荷调理的采集仪直接连接。电荷放大器以电容做负反馈，使用中基本不受电缆电容的影响，但会受到静电场的影响。电荷放大器通常使用高质量的元器件，输入阻抗高，因而价格也比较贵，一般用得比较少。

2.ICP型加速度传感器(www.xing528.com)

由于压电式传感器的输出电信号是微弱的电荷，而且传感器本身有很大的内阻，故输出能量甚微，这给后接电路带来一定困难。为此，通常把传感器的信号先输出到高输入阻抗的前置放大器。经过阻抗变换后，电荷量转换成电压量，然后再输出给后续的纪录仪器。目前，制造厂家已有把压电式加速度传感器与前置放大器集成在一起的加速度传感器，即ICP型加速度传感器，也称IEPE加速度传感器，不仅使用方便，而且也大大降低了成本。

ICP型加速度传感器由于内置了专门的集成调理电路，因此，属于有源传感器。而该电路要正常工作需要恒流源供电。当今普遍使用的24位采集仪一般都自带恒流功能，因而可直接与ICP型加速度传感器连接使用。

内置集成电路的ICP型加速度传感器优势是低价位，抗干扰性好，可连长导线使用，但它的耐高温、可靠性不如电荷输出的压电式加速度传感器，且动态范围也因输出电压和偏置电压的影响而受到限制。ICP型加速度传感器的低频频响主要受传感器的放电时间常数影响，因此大多数信号调理仪都采用交流耦合。关于交流耦合与直流耦合，请参考本章2.3信号AC和DC的区别。