压电加速度计磁灵敏度的研究

　　1　引　　言

　　压电加速度计的磁灵敏度随磁场强度的变化,究竟是线性还是非线性变化,人们有不同的看法。国内外除了个别生产厂家外,大都很少给出这方面的数据。我们就此做了试验研究,其结果与国外生产厂家给出的数据有所不同。

　　根据我国压电加速度计检定规程规定,要测量压电加速度计的磁灵敏度,应把压电加速度计置于频率为50Hz的交变磁场中,改变压电加速度计与磁场的相对方向,将加速度计最大输出电信号除以该加速度计的参考灵敏度,然后再除以磁场的磁感应强度,便得到该压电加速度计的磁灵敏度,其计算式为:

　　作为磁灵敏度的单位。在有磁场的环境里,特别是在有强磁场的环境里,例如在大型发电机定型试验中测定其绕组振动时,如采用压电加速度计,就必须要考虑该压电加速度计的磁灵敏度。否则,将使测量结果产生误差,甚至使测量失败。

　　2　国外压电加速度计的磁灵敏度

　　国外的生产厂家给出压电加速度计的磁灵敏度,大都是用每100高斯、或每1高斯、或每1000高斯时,压电加速度计的电信号输出相当于多少个重力加速度g值,即用“g/100Gauss”、或“g/Gauss”或“g/kgauss”来表示,而且“磁灵敏度”一词的英文表示法也略有不同。例如:瑞士KISTLER公司叫“ElectromagneticSusceptibility”,美国的ENDEVCO公司叫“Electro-magnetic Response”,丹麦BK公司叫“Magnetic Sen-sitivity”。瑞士KISTLER公司给出了8076K型标准压电加速度计的电磁灵敏度是5×10-4g/Gauss、丹麦BK公司和美国ENDEVCO公司给出了多个型号的磁灵敏度,如表1和表2。

　　由以上几家国外传感器公司给出的压电加速度计的磁灵敏度看出,均是以某一磁场强度时给出的,瑞士KISTLER公司是每1高斯时给出的、丹麦BK公司是每1000高斯时给出的,而美国ENDEVCO公司又是以每100高斯时给出的,这就给人们这样一种印象,即压电加速度计的磁场灵敏度随着交变磁场的变化而是线性的变化。以KISTLER公司的8076K型标准压电加速度计为例,磁场强度是5×10-4g/Gauss,若磁场强度是100高斯时,则加速度计的电信号输出就应该是5×10-4×100=5×10-2(g/100Gauss)。其它,依此类推。但事实是否如此,下面是我们对压电加速度计的磁灵敏度进行了实际测量。

　　3　磁灵敏度测量

　　要想测出压电加速度的磁灵敏度,就需要先制造出一个可产生连续变化磁场强度的装置。我们采用了图1所示测试系统,其原理是:在测量时给粗线圈加50Hz的交流可变电压,电压最高可加到440V,这时的电流可达115A,这样产生的最大交变磁场强度是1550高斯,将被测压电加速度计置于铁芯的间隙中,用高斯计测量磁场强度的大小,在磁场强度稳定时,不断改变压电加速度计相对于磁场的方向,并记录压电加速度计最大的电信号输出,并换算为地球重力加速度g值,再除以当时的磁场强度,就得到了在不同磁场强度下的磁场灵敏度,以便于和国外厂家的数据相比较。用此方法,我们测量了三只压电加速度计在不同磁场强度时电信号输出值,其数据列于表3、表4和表5。