振動(dòng)和沖擊測(cè)量，加速度計(jì)應(yīng)該這樣選擇

加速度計(jì)因其頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范圍大、可靠性高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。在進(jìn)行一般振動(dòng)和沖擊測(cè)量時(shí)，主要關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)有：靈敏度、頻率范圍、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和后續(xù)儀器配置。

1、靈敏度的選擇最小加速度測(cè)量值也稱為最小分辨率，考慮到后級(jí)放大電路的噪聲問題，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離最小可用值，以保證信噪比，測(cè)量限值應(yīng)考慮加速度計(jì)本身和后續(xù)儀器輸出電壓的非線性影響。估算方法：被測(cè)加速度計(jì)的電荷/電壓靈敏度，以上數(shù)值是否超過配套儀表的輸入電荷/電壓值，建議知道被測(cè)加速度范圍可以從傳感器指標(biāo)中的參考范圍中選擇 （考慮到頻率響應(yīng)和重量）。同時(shí)，在頻率響應(yīng)和重量允許的情況下，可以考慮靈敏度更高，以改善后續(xù)儀器的輸入信號(hào)，提高信噪比。

在考慮頻率響應(yīng)和重量的同時(shí)，可以參考以下范圍選擇傳感器的靈敏度：土木工程樣機(jī)和超大型機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)約0.1g~10g，加速度計(jì)3000pC/g ~ 300pC/g 可選擇，機(jī)械設(shè)備的振動(dòng) 振動(dòng)約10g ~ 100g，可選擇 20pC/g ~ 200pC/g 的加速度計(jì)，約 0.1pC/g ~ 20pC/g 的加速度計(jì)可 被選中進(jìn)行休克。

2、頻率選擇給定的頻率響應(yīng)曲線是用螺絲安裝的，曲線一般分為諧振頻率和工作頻率兩段。所用頻率的給定值是根據(jù)靈敏度偏差給出的，有10%、5%和3dB。共振頻率一般是避免的，但也有特殊情況，如軸承故障檢測(cè)。

所選加速度計(jì)的頻率應(yīng)高于被測(cè)物體的振動(dòng)頻率，具有倍頻分析要求的加速度計(jì)的頻率響應(yīng)更高。土木工程為低頻，加速度計(jì)可選0.2Hz到1kHz，機(jī)械設(shè)備一般為中頻。頻率可根據(jù)設(shè)備速度、設(shè)備剛度等因素綜合估算，可選擇0.5Hz～5kHz的加速度計(jì)。沖擊測(cè)量主要是高頻。

加速度計(jì)的不同安裝方式也會(huì)改變頻率響應(yīng)（對(duì)振動(dòng)值影響不大）。安裝面應(yīng)平整、清潔，安裝選擇應(yīng)以方便、安全為原則。 這里是同一個(gè)ZT-YD-100加速度計(jì)不同安裝方式的使用頻率：螺絲5kHz，環(huán)氧樹脂或502膠4kHz，磁吸盤1.5kHz，雙面膠0.5kHz，可見安裝方式有 對(duì)測(cè)試頻響的影響 影響很大，要注意自己的選擇。加速度計(jì)的重量和靈敏度與使用頻率成反比，靈敏度高，重量大，使用頻率低。這也是選擇的技能。

3、內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)是指敏感材料晶體經(jīng)受振動(dòng)的方式和安裝形式，有壓縮和剪切兩種。常見的包括中心壓縮、平面剪切、三角形剪切和環(huán)剪切，中心壓縮的頻率響應(yīng)高于剪切型，剪切型的環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)于中心壓縮型，例如，當(dāng)使用積分電荷放大器測(cè)量速度和位移時(shí)，選擇剪切型產(chǎn)品，這樣得到的信號(hào)波動(dòng)小，穩(wěn)定性好。

4、內(nèi)置電路 內(nèi)置概念是將電荷/電壓轉(zhuǎn)換和放大電路放置在加速度計(jì)中，成為具有電壓輸出功能的傳感元件。 它可分為雙電源（四線）和單電源（兩線并偏置稱為ICP）。下面所說的內(nèi)置電路是指ICP型。目前，內(nèi)置電路傳感器在國(guó)內(nèi)廣泛用于機(jī)械故障和樁基檢測(cè)，許多在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目也在使用此類產(chǎn)品。ICP傳感器的芯線用于電源和信號(hào)輸出通道。 內(nèi)置電路傳感器靈敏度的選擇計(jì)算：如果選擇電流一般的100mV/g，可以測(cè)出50g以內(nèi)的振動(dòng)，因?yàn)閭鞲衅鞯膭?dòng)態(tài)范圍是5Vp，如果傳感器測(cè)量100g，則使用50mV/g的加速度計(jì)，其余以此類推。

ICP型內(nèi)置加速度計(jì)專門配備恒流適配器，一臺(tái)儀器可為多臺(tái)加速度計(jì)提供恒流電源和信號(hào)輸出。有些數(shù)據(jù)采集儀器還自帶恒流功能，可以直接與ICP傳感器配合使用。

5、環(huán)境影響 有些測(cè)試場(chǎng)地的環(huán)境比較惡劣，要考慮很多因素，比如防水、高溫、安裝位置、強(qiáng)磁場(chǎng)和接地回路等，都會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生很大的影響。

防水：防水有淺層防水和深層防水兩個(gè)概念，尤其是深層防水比較困難，比如三峽工程船閘門的振動(dòng)監(jiān)測(cè)，水深近百米，涉及地線干擾，高 -壓力滲水，電線保護(hù)，長(zhǎng)期可靠。 和許多其他問題。

高溫：大部分廠家給出的溫度范圍是一個(gè)可用值，不是高溫條件下的靈敏度，事實(shí)上，高溫下的靈敏度偏差很大，特殊應(yīng)向制造商索取高溫下的特殊靈敏度指標(biāo)。靈敏度指標(biāo)是為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。

位置限制：加速度計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)會(huì)受到人為碰撞。 應(yīng)選用工業(yè)產(chǎn)品，在加速度計(jì)外面加裝防護(hù)罩，還能起到絕緣、防塵的作用。 對(duì)于無法觸摸的部分，可以使用手持式加速度計(jì)，絕緣、接地回路和磁場(chǎng)輻射：對(duì)于有強(qiáng)輻射的測(cè)試場(chǎng)地，應(yīng)選擇加速度計(jì)和特殊外殼材料的特殊導(dǎo)線。

為了克服多點(diǎn)接地引起的接地回路電流的影響，可選擇浮地或絕緣傳感器。 對(duì)于無特殊要求和干擾小的工作條件，可以使用絕緣加速度計(jì)。 在監(jiān)測(cè)量大或干擾大的情況下，應(yīng)采用浮動(dòng)式。 這兩個(gè)名字的區(qū)別在于，絕緣傳感器的外殼為信號(hào)地，底座采用絕緣方式，而浮動(dòng)式產(chǎn)品的外殼為屏蔽層，采用三線方式。

附加質(zhì)量：只要安裝在振動(dòng)結(jié)構(gòu)上的加速度計(jì)的質(zhì)量小于結(jié)構(gòu)本身質(zhì)量的1/10，就認(rèn)為對(duì)被測(cè)信號(hào)影響不大。

6、如果壓電加速度計(jì)有電荷輸出，可與任何高阻抗輸入電荷放大器或具有電荷前置功能的集電極相匹配，電荷放大器的種類很多，包括單通道、多通道、積分、準(zhǔn)靜態(tài)，應(yīng)根據(jù)測(cè)量要求進(jìn)行選擇。也有特殊情況，如將電壓傳感器的輸出信號(hào)直接連接到具有一定高阻性能的三級(jí)儀器（如示波器）上，也可以測(cè)量信號(hào)，但由于阻抗匹配不足，動(dòng)態(tài)情況只能定性地理解。