压电加速传感器故障分析及原因
压电加速传感器故障分析及原因
故障类别
故障的具体表现
可能造成故障的原因
可能解决故障的方法
测量偏置电压结果
偏置电压不正确
偏置电压等于供电电压
因电缆连接或传感器内部连线断开而造成，更换电缆或传感器。
偏置电压接近零
因电缆连接或传感器内部连线短路而造成，更换电缆或传感器。
偏置电压偏大或偏小，实际偏置电压超出正常偏置电压±2V的范围
传感器内置电路工作不正常，更换传感器。
由环境温度不稳定地变化，造成偏置电压漂移。加装隔热护套或更换传感器。
偏置电压不稳定
偏置电压来回漂动，不能稳定
由传感器内部电路不稳定而造成，更换传感器。
偏置电压正确
传感器内部敏感芯体损坏
更换传感器。
灵敏度问题
灵敏度低
压电传感器敏感芯体的绝缘阻抗下降
将传感器在其使用温度范围内烘焙，灵敏度可以再回升，但一般会再下降。
传感器敏感芯体的压电系数衰减
重新对传感器进行标定。
灵敏度偏差大
在非室温的环境下，由于压电材料温度响应系数过大而造成的灵敏度偏差
选用温度响应系数偏差小的传感器
大测量信号失真
信号输出变小
由于供电电压降低而造成测量量程范围减小
更换电池或更正供电电压
因环境温度与室温不同而导致的偏置电压超出规定的范围
采用偏置电压稳定的传感器
由传感器的非线性造成
采用量程大的传感器
在长距离信号输送时，恒流电压源的恒电流不够大
根据信号频率幅值选择正确的电压源恒电流
偏置电压不稳定
输出信号与高频谐次波叠加
一般由传感器的谐振频率造成，选择谐振频率较高的传感器
小测量信号失真
信号忽大忽小不稳定
由瞬态温度变化以至偏置电压忽大忽小而造成输出信号不稳定
采用偏置电压稳定的传感器
外界环境噪声对测量信号的影响
接地回路造成的噪声
避免多点接地，传感器采用对地绝缘。
电磁波的影响
采用双层屏蔽壳的传感器。
强声场的影响
采用双层屏蔽壳的传感器将有助于降低强声场对加速度传感器的影响。
瞬态环境温度变化
对用于超低频测量的高灵敏度传感器必须采用隔热护套。
被测点的基座应变影响
选用基座应变小的剪切型加速度传感器，尽量减小传感器与被测物体间的接触面积。
测量系统噪声对测量信号的影响
传感器自身的电噪声
检定传感器噪声，选择信噪比合适的传感器。
电缆引起的电噪声
往往发生在与电荷输出型传感器配用的低噪声电缆，换用好的低噪声屏蔽电缆。
传感器供电电源噪声
选用低噪声供电电源或采用电池供电。
数采系统的量程设置
选择合适的量程
压电加速传感器故障分析及原因
低频测量信号失真
系统低频响应差
传感器低频响应的截至频率不够低
检查传感器的低频响应(可通过测量时间常数来判断),选用低频好的传感器。
与传感器配套使用的恒流电压源或电荷放大器的截至频率不够低
正确选用恒流电压源和电荷放大器的低频截至频率。
系统低频信噪比差
传感器的低频噪声大
低频时传感器的信噪比会显著下降，选用满足低频信噪比指标的传感器。
外界对测量信号的影响
瞬态环境温度影响
对传感器采用隔热护套，选用温度响应系数小的传感器。
高频测量信号失真
高频信号增大
由传感器安装方式引起的高频信号失真(增大)
调整安装方式，增加安装接触刚度，提高传感器的高频测量范围。
传感器内部敏感芯体谐振频率低
选用谐振频率高，高频响应好的传感器。
传感器安装绝缘底座连接刚度差
重新选择高刚度绝缘安装底座
高频信号减小
在长距离信号输送时，恒流电压源的恒电流不够大
根据信号频率幅值选择正确的电压源恒电流