压电加速度传感器低频应用

不适用于低频测量

由于低频振动的加速度信号非常小，高阻抗的小电荷信号非常容易受到干扰；测量对象越大，测量频率越低，信号的信噪比问题就越突出。因此，在内置电路加速度传感器越来越普遍的情况下，应尽量选择低阻抗电压输出压电加速度传感器压力传感器。

低频截止频率传感器

类似于传感器的高频截止频率，低频截止频率是指在规定的传感器频率响应范围误差（±5%， ±10% 或 ±3dB）内部传感器可以测量的最低频率信号。误差值越大，低频截止频率越低。因此，在相同的误差条件下，必须比较不同传感器的低频截止频率指标。
低阻抗电压输出传感器的低频特性由传感器敏感芯和内置电路的综合电参数决定。其频率响应特性可以用模拟电路的一阶高通滤波器特性来描述，所以传感器的低频响应和截止频率完全可以用一阶系统的时间常数来确定。从实际角度来看，传感器的时间常数可以通过传感器对时间域内阶跃信号的响应来测量，因此传感器的低频响应与一阶高通滤波器的特性几乎相同。

传感器的灵敏度、低频噪声特性和动态响应范围

用于低频测量的传感器通常需要高灵敏度来满足低频小信号的测量。但灵敏度的增加往往是有限的。虽然加速度传感器的灵敏度可以达到10V/g 或更高，但高灵敏度往往会带来其他负面影响，如传感器的稳定性、抗过载能力和对周围环境干扰的敏感性。因此，追求过高的灵敏度并不一定能解决微信号的测量问题。相反，在工程应用中，高分辨率、低噪声的传感器往往更容易解决实际问题。因此，低频测量中选择低电噪声传感器尤为重要。
大多数商业加速度计也提供分辨率或电噪声指标，以显示传感器所能测量的最小信号。我国大多数传感器的宽带电噪声指标一般为20μV，而BW-sensor宽带电噪声指数已降至10μV。然而对低频小信号测量来说，仅提供宽频带的电噪声并不能完全反映传感器在低频范围内加速度测量的分辨率；这是因为由内置电路引起的低频噪声大小与频率的倒数成正比，即所谓1/f当测量频率很低时，传感器的电噪声输出按指数范围增加。因此，传感器的低频电噪声值与宽带电噪声指数完全不同，频率越低，差异越明显。因此，传感器的分辨率通常用传感器输出电噪声的功率谱密度来表示。该指标的实用意义在于传感器在特定频率下的噪声大小，其单位一般使用μV/√Hz或μg/√Hz来表示。BW-sensor 内置电路噪声功率谱密度的典型值为3μV/√Hz@ 10 Hz。

传感器的安装基座和基座应变对测量的影响

由于低频测量传感器对高频响应的要求不高，传感器通常可以满足任何安装方法的要求。但有两个问题需要注意，一是传感器应尽可能考虑使用绝缘底座，以避免任何噪声影响测量信号。二是传感器安装处的测量结构应变对传感器输出的影响，即传感器应变灵敏度。压电加速度传感器以剪切结构的形式具有良好的基座应变特性，一般能满足通常的低频结构试验。如果结构应变过大影响传感器的测量信号，结构应变对传感器测量的影响可以减少传感器与被测结构之间的接触面积。

传感器的瞬态温度响应对低频测量的影响 

由于压电陶瓷的特性，压电加速度计会对温度的突然变化产生不同程度的电荷输出。传感器的瞬态温度响应指标就是衡量传感器对温度变化的敏感程度。这对低频测量尤为重要。由于低频测量信号很小，传感器很可能因环境温度变化而产生与低频振动信号相当的误差；这两个信号在非常低的频率范围内很难区分，因此如何降低环境温度变化对传感器输出的影响在低频测量中非常重要。传感器的瞬态温度响应指标是g/oC， 通过电压(电荷)输出与传感器灵敏度之间的转换，表示瞬态温度每变化一度的加速于加速度输出。
传感器的瞬态温度响应直接由压电材料引起，因此压电陶瓷的输出决定了该指标的质量。BW-sensor低频测量的加速度传感器由国防武器、航天和大型结构多年来使用的最佳压电陶瓷和记忆金属制成，验证了传感器具有优越的低频输出稳定性和抗干扰性。在实际的低频测量中，为了减少环境温度变化对传感器低频信号输出的影响，传感器位移传感器的外壳应尽可能使用保温罩。