图1 内置电路加速度计应用接线图
决定ICP型传感器及使用范围的因素有3个：a.由压电加速度计自身电荷灵敏度决定。b.取决于电路特性。一般内置电路采用的是阻抗变换器，它不具备放大作用，而且电荷信号与输出电压的传输系数<1。有时为了提高加大能力，在电路设计上采取放大，这给船舶、土木建筑等大型低频结构的测试带来了方便。使用者必须对购得的传感器的放大倍数、噪声指标有所了解，一般折合在输入端的噪声应小于10μV。c.取决于该传感器的*大输出电压。一般厂商给出的输出电压为±5Vp，只要传感器灵敏度选择正确，将输出电压控制在0.7～5Vp范围内即可。如何确定传感器灵敏度的选择范围，笔者认为在选型前*好先预测或估计一下振动量，这对批量订购传感器显得尤为重要。另外，机械故障检测所需传感器灵敏度范围在5～15mV/m•s-2，而土木建筑结构测量选型范围大于20mV/m•s-2即可。 2.2 频响 频响是指一个传感器接收到的不衰减信号的频率范围。普通的加速度计因其结构、体积、重量、材料的不同，其自身的频率响应各不相同。一般说，压电类加速度计的频响与体积成反比，即体积、重量越大，频响越低，灵敏度越高。因此，刚性好、体积小的传感器的频响就高，适合高振、大冲击场合。铝质材料或大体积的传感器的频响低，适用于低振的大结构测量。使用者可根据自己的测试对象来选型。对通用加速度计，可根据所附频响曲线图知道其频响。内置式加速度计除要具备普通加速度计的上述特性外，频响还受自身电路的特性影响。虽然一般电路的频响可以做得很宽，其范围远超过传感器自身，但实际上会有很多因素在改变传感器的频响，如a.为了测量需要，将滤波器放入电路设计，频率范围将限制在指定范围。b.多数记录分析仪器不希望有直流偏置，为了隔离内置电路传感器的直流偏置（一般偏置电压在7V~12V），需用电容去隔直，这样隔直电容与后级仪器的输入阻抗会形成一个高通滤波器。如果选择的电容在1～10μF之间，则可根据公式f=1/2πRC，测量范围也在1Hz左右。c.长电缆的电容，也会对传感器频响产生一定的影响，但由于内置电路的优良性能，这个影响并不明显。笔者用2m和200m的STYV-2低噪声电缆进行试验，某型号的传感器的谐振频率均为25kHz（200m长线与2m线的精度相比误差约为5%）。 2.3 抗干扰问题 由于测试现场存在各种干扰因素，所得信号往往混杂着很多干扰和噪声，各种干扰的来源有：a.接地**或安装不合理产生的地电位差。b.仪器电路因器件选择不当或电路设计不合理。c.电源部分不好。d.现场各种机械的启动。内置加速度计的推出，比较容易解决干扰问题。它将传感器与电路密封在一个金属壳内，使电路中不可能流过地电流。*大限度地消除了干扰源——连接导线。另外，还可以采取下列一些措施来消除干扰：a.在传感器底部用绝缘螺钉安装或在生产时就采用绝缘层，使仪器在后级一点下地。b.双端浮地型，将供电与地线接在一个双头插座，使外壳与内部全部绝缘。c.后级仪器设计可采用隔离技术。d.采用合适的滤波器。 2.4 工作温度内置电路加速度计的温度适应性不如传统加速度计高，这是由此种内置电路的性能决定的。若需高温，要注意选择适当的产品，或请生产商专业生产。 2.5 供电与配接 内置电路加速度计已有专用电源配合，在应用中非常方便。一般形式有一倍、十倍放大供选择，电路中具有隔直功能，供电能力在2～20mA，可供18～30V的供电电压。有的是与专用测试仪器配合使用，这在桩基工程领域的应用中比较常见。只有掌握这类传感器的特点，充分考虑其优越性能及不足，才能*大程度的发挥其作用。