圖1 內(nèi)置電路加速度計(jì)應(yīng)用接線圖

    決定ICP型傳感器及使用范圍的因素有3個(gè)：a.由壓電加速度計(jì)自身電荷靈敏度決定。b.取決于電路特性。一般內(nèi)置電路采用的是阻抗變換器，它不具備放大作用，而且電荷信號與輸出電壓的傳輸系數(shù)<1。有時(shí)為了提高加大能力，在電路設(shè)計(jì)上采取放大，這給船舶、土木建筑等大型低頻結(jié)構(gòu)的測試帶來了方便。使用者必須對購得的傳感器的放大倍數(shù)、噪聲指標(biāo)有所了解，一般折合在輸入端的噪聲應(yīng)小于10μV。c.取決于該傳感器的*大輸出電壓。一般廠商給出的輸出電壓為±5Vp，只要傳感器靈敏度選擇正確，將輸出電壓控制在0.7～5Vp范圍內(nèi)即可。如何確定傳感器靈敏度的選擇范圍，筆者認(rèn)為在選型前*好先預(yù)測或估計(jì)一下振動量，這對批量訂購傳感器顯得尤為重要。另外，機(jī)械故障檢測所需傳感器靈敏度范圍在5～15mV/m?s-2，而土木建筑結(jié)構(gòu)測量選型范圍大于20mV/m?s-2即可。
    2.2 頻響
    頻響是指一個(gè)傳感器接收到的不衰減信號的頻率范圍。普通的加速度計(jì)因其結(jié)構(gòu)、體積、重量、材料的不同，其自身的頻率響應(yīng)各不相同。一般說，壓電類加速度計(jì)的頻響與體積成反比，即體積、重量越大，頻響越低，靈敏度越高。因此，剛性好、體積小的傳感器的頻響就高，適合高振、大沖擊場合。鋁質(zhì)材料或大體積的傳感器的頻響低，適用于低振的大結(jié)構(gòu)測量。使用者可根據(jù)自己的測試對象來選型。對通用加速度計(jì)，可根據(jù)所附頻響曲線圖知道其頻響。
內(nèi)置式加速度計(jì)除要具備普通加速度計(jì)的上述特性外，頻響還受自身電路的特性影響。雖然一般電路的頻響可以做得很寬，其范圍遠(yuǎn)超過傳感器自身，但實(shí)際上會有很多因素在改變傳感器的頻響，如a.為了測量需要，將濾波器放入電路設(shè)計(jì)，頻率范圍將限制在指定范圍。b.多數(shù)記錄分析儀器不希望有直流偏置，為了隔離內(nèi)置電路傳感器的直流偏置（一般偏置電壓在7V~12V），需用電容去隔直，這樣隔直電容與后級儀器的輸入阻抗會形成一個(gè)高通濾波器。如果選擇的電容在1～10μF之間，則可根據(jù)公式f=1/2πRC，測量范圍也在1Hz左右。c.長電纜的電容，也會對傳感器頻響產(chǎn)生一定的影響，但由于內(nèi)置電路的優(yōu)良性能，這個(gè)影響并不明顯。筆者用2m和200m的STYV-2低噪聲電纜進(jìn)行試驗(yàn)，某型號的傳感器的諧振頻率均為25kHz（200m長線與2m線的精度相比誤差約為5%）。
    2.3 抗干擾問題
    由于測試現(xiàn)場存在各種干擾因素，所得信號往往混雜著很多干擾和噪聲，各種干擾的來源有：a.接地**或安裝不合理產(chǎn)生的地電位差。b.儀器電路因器件選擇不當(dāng)或電路設(shè)計(jì)不合理。c.電源部分不好。d.現(xiàn)場各種機(jī)械的啟動。
內(nèi)置加速度計(jì)的推出，比較容易解決干擾問題。它將傳感器與電路密封在一個(gè)金屬殼內(nèi)，使電路中不可能流過地電流。*大限度地消除了干擾源——連接導(dǎo)線。另外，還可以采取下列一些措施來消除干擾：a.在傳感器底部用絕緣螺釘安裝或在生產(chǎn)時(shí)就采用絕緣層，使儀器在后級一點(diǎn)下地。b.雙端浮地型，將供電與地線接在一個(gè)雙頭插座，使外殼與內(nèi)部全部絕緣。c.后級儀器設(shè)計(jì)可采用隔離技術(shù)。d.采用合適的濾波器。
    2.4 工作溫度
內(nèi)置電路加速度計(jì)的溫度適應(yīng)性不如傳統(tǒng)加速度計(jì)高，這是由此種內(nèi)置電路的性能決定的。若需高溫，要注意選擇適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品，或請生產(chǎn)商專業(yè)生產(chǎn)。
    2.5 供電與配接
    內(nèi)置電路加速度計(jì)已有專用電源配合，在應(yīng)用中非常方便。一般形式有一倍、十倍放大供選擇，電路中具有隔直功能，供電能力在2～20mA，可供18～30V的供電電壓。有的是與專用測試儀器配合使用，這在樁基工程領(lǐng)域的應(yīng)用中比較常見。
只有掌握這類傳感器的特點(diǎn)，充分考慮其優(yōu)越性能及不足，才能*大程度的發(fā)揮其作用。