加速度的案例
什么是加速度計和前置放大器？什么是三軸加速度計？
什么是加速度計？
加速度計是一種機電傳感器，它能把振動或沖擊的加速度轉(zhuǎn)換成與之成比例的電信號輸出，并在儀表或其它合適的指示設備上讀取。
Brüel & Kj?r加速度計的有源元件由壓電盤或壓電片組成，由振動質(zhì)量加載并通過夾緊裝置固定。當加速度計受到振動時，質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的慣性質(zhì)量對壓電單元施加可變力，與慣性質(zhì)量的加速度成比例，壓電單元產(chǎn)生成比例的電荷輸出。
我們的各種傳感器設計都是這樣說明的：
加速度計前置放大器
除了具有內(nèi)置前置放大器的DeltaTron加速度計外，Brüel & Kj?r電荷加速度計的輸出需要經(jīng)過前置放大器進行信號適調(diào)。
推薦使用電荷放大器，Brüel & Kj?r提供多種高性能的電荷放大器，您可以在不改變系統(tǒng)靈敏度的情況下使用非常長的連接電纜。
大多數(shù)Brüel & Kj?r電荷放大器都有以下一個或多個信號調(diào)理功能：
靈敏度調(diào)整：允許直接輸入傳感器靈敏度，從而提供統(tǒng)一的系統(tǒng)靈敏度。
積分網(wǎng)絡：自動將測量的加速度轉(zhuǎn)換為速度和位移信號。
高通和低通濾波器：允許在前置放大器上選擇不同的下限和上限頻率，以便從測量中排除不需要的信號和加速度計諧振的影響。
三軸加速度計
三軸加速度計用于同時在三個相互垂直方向（軸）上進行振動測量。經(jīng)驗法則，三軸加速度計比普通單軸傳感器提供更多的測量信息。
通常，三軸加速度計由三個單獨的加速度計組成，安裝在相差90度的同一個外殼中。但是，這限制了加速度計的最小尺寸，并意味著每個軸都有不同的參考點。
Brüel & Kj?r應用正交剪切型設計了多款非常緊湊的三軸加速度計，其中所有軸都具有相同的參考點。
展開 什么是加速度計和前置放大器？什么是三軸加速度計？
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什么是加速度計？
加速度計是一種機電傳感器，它在其輸出端子上產(chǎn)生與其受到的加速度成比例的電輸出。
輸出信號可以通過電子方式處理并在儀表或其它合適的指示設備上讀取。
Brüel & Kj?r加速度計的有源元件由壓電盤或壓電片組成，由振動質(zhì)量加載并通過夾緊裝置固定。
壓電單元產(chǎn)生與施加的力成比例的電荷。當加速度計受到振動時，質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的慣性質(zhì)量對壓電單元施加可變力，與慣性質(zhì)量的加速度成比例。
我們的各種傳感器設計都是這樣說明的：
加速度計前置放大器
除了具有內(nèi)置前置放大器的DeltaTron加速度計外，Brüel & Kj?r電荷加速度計的輸出需要通過前置放大器。
推薦使用電荷放大器，Brüel & Kj?r為此目的生產(chǎn)了多種高性能前置放大器。使用電荷前置放大器，您可以在不改變加速度計和前置放大器組合的指定靈敏度的情況下使用非常長的連接電纜。
由于便于校準和測量通常與整體增益和頻率范圍同樣重要，因此大多數(shù)Brüel & Kj?r加速度計前置放大器都有以下一個或多個信號調(diào)理輔助工具：
靈敏度調(diào)節(jié)網(wǎng)絡：允許直接輸入前置放大器上的傳感器靈敏度，從而提供統(tǒng)一的系統(tǒng)靈敏度。
積分網(wǎng)絡：自動將測量的加速度轉(zhuǎn)換為速度和位移信號。
高通和低通濾波器：允許在前置放大器上選擇不同的下限和上限頻率，以便從測量中排除不需要的信號和加速度計諧振的影響。
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三軸加速度計
三軸加速度計用于同時在三個相互垂直方向（軸）上進行振動測量。經(jīng)驗法則，三軸加速度計比普通單軸傳感器提供更多的測量信息。
通常，三軸加速度計由三個單獨的加速度計組成，安裝在相差90度的同一個外殼中。
展開 科氏加速度實際是科里奧利加速度
作者：張偉偉 來源：力學酒吧
科氏加速度是以法國科學家科里奧利（Gustave Gaspard de Coriolis，1792～1843）命名的，科氏意思就是姓科的（這種語氣是不是有點不敬），不過科里奧利（Coriolis）整體是姓，稱其為科氏，就犯了馬克思姓馬的常識性錯誤，因此科氏加速度準確的說應該是科里奧利加速度（Coriolis accel）。
運動學中與科里奧利相關(guān)的有三個概念：科里奧利效應，科里奧利加速度，科里奧利力，科里奧利效應是通過科里奧利加速度和科里奧利力來體現(xiàn)的。在理論力學中，主要討論科里奧利加速度，科里奧利力似乎在氣象學中用的多。
1835年，科里奧利在研究水輪車中發(fā)現(xiàn)除了離心力還有另外一種“復合離心力”，就是我們現(xiàn)在所說的科里奧利力，有人把這種現(xiàn)象稱為科里奧利效應。不過，人們對這種效應的認識最初來自對地球是否自轉(zhuǎn)的爭辯。
我們知道基督教篤信地心說，而日心說一直是地心說最大的挑戰(zhàn)，他們各自都在在尋求證據(jù)以證明自身理論的正確性。
為了支持地心說，1651年意大利天文學家和天主教神父Giovanni Battista Riccioli 和他的助手Francesco Maria Grimaldi進行了反證法。他們假設如果地球是自轉(zhuǎn)的，那么向北發(fā)射的炮彈會偏轉(zhuǎn)（因為地球轉(zhuǎn)動了），不可以命中目標；而向東/西發(fā)射的炮彈（順著地球轉(zhuǎn)動的方向）就可以命中目標。然后指出在實際中顯然缺少這樣的證據(jù)，從而反對日心說，堅持地球在宇宙中心保持不動的觀點。
展開 Ansys Workbench中，注意重力加速度和加速度的方向
WB中，重力加速度和加速度的方向需要注意：
總結(jié)起來就是：
如果是施加加速度，那就與運動的方向相反；
如果是施加重力加速度，那就與重力的方向相同。
舉例：
如下圖，施加加速度方向向上，然后看到相應的應力云圖。
細說振動位移、速度、加速度
從物理含義上來看，振動的速度涵蓋了振動的位移和頻率兩個因素。有效值的概念其實是一個等效的概念，將一個交變的量等效為一個等效值。對于振動而言，我們知道振動速度是一個往復交變量，因此我們用一個有效值等效速度實際值，代表這段時間內(nèi)振動的速度情況。
當然速度值也有峰峰值，可是對于一個時間段內(nèi)，速度的峰峰值對設備的影響在峰峰值出現(xiàn)的時候發(fā)生，無法描述振動速度的總體，因此我們用有效值來等效。
振動的加速度為什么用峰值？
在一段振動中，質(zhì)點速度的變化越劇烈，對材質(zhì)本身的影響越大，考慮振動對設備的影響，取振動加速度的峰值來衡量振動加速度對設備的影響。
事實上，如果讀者用質(zhì)點質(zhì)量乘以加速度就會得到一個力的單位。不難發(fā)現(xiàn)，振動的加速度實際上是振動的“沖擊性”，對設備的最大沖擊，就是這個沖擊量的峰值。
為什么低速振動用位移信號？中速運動用速度信號？高速運動用加速度信號？
從振動位移、速度、加速度量的介紹中我們知道：
振動的位移量主要考慮了振動的幅值；
振動的速度考慮了振動幅值和頻率；
振動的加速度考慮了振動的幅值、頻率以及頻率變化。
因此可以發(fā)現(xiàn)，振動的加速度對振動的頻率敏感性最高，速度其次，再次是位移。
上圖為同一個幅值為10um振動的位移信號、速度信號和加速度信號的頻譜。可以清楚地看到，相同的三個頻率分量中，加速度信號里表現(xiàn)強烈，速度信號表現(xiàn)適中，位移信號并不敏感。
對于旋轉(zhuǎn)設備而言，加速度對于高速設備的振動更加敏感，位移信號更加適用于低速振動的場合。
展開 加速度載荷的施加和加速度時間歷程的獲取
請問：
1.如何在結(jié)構(gòu)的某個點上施加加速度載荷（比如在懸臂梁的自由端施加加速度載荷）？
2.如何獲取結(jié)構(gòu)的加速度時間歷程曲線，而不是位移的時間歷程曲線？
謝謝！
加速度載荷的施加和加速度時間歷程的獲取
請問：
1.如何在結(jié)構(gòu)的某個點上施加加速度載荷（比如在懸臂梁的自由端施加加速度載荷）？
2.如何獲取結(jié)構(gòu)的加速度時間歷程曲線，而不是位移的時間歷程曲線？
謝謝！
加速度積分得到速度和位移的問題小結(jié)
圖2 速度(紅色)和加速度（藍色）時域曲線對比
當時的做法是，在某一個明顯的加速度峰值附近，選取幾個離散加速度點；用多項式進行擬合，得到加速度關(guān)于時間的表達式，這一步可以表達為
其中下標k=1,2,3...s只是代表選擇的鄰近的有限個數(shù)據(jù)點。
假定系統(tǒng)的阻尼很小，在最大慣性力和最大彈性恢復力平衡時粘性阻尼力為零，這個假設在某些時候是成立的，那么加速度最大的時候，速度可以為零。令上面的表達式為零，選擇離散數(shù)據(jù)中加速度最大的時刻tmax，解方程找到加速度真正的峰值時刻tp，tp非常靠近tmax，即
對加速度的表達式積分得到速度的表達式，積分常數(shù)v0待求
tp時刻的速度為零，從而解出積分常數(shù)v0
在這個區(qū)間的速度表達式就已知了，回到tmax時刻，可以直接得到這個時刻下的速度，應該是一個非常小的量
這樣，我們終于找到了“估計的速度小量”，可以根據(jù)上面的離散公式，繼續(xù)完成剩下的時間積分。
展開 速度-求導-加速度-濾波 ￥5
在整車碰撞后處理中，某柱加速度曲線處理與獲取。通常使用對速度曲線（如圖1）求導的方式得到加速度曲線（如圖2），而不需要直接使用LS-DYNA輸出加速度曲線。在圖形界面中鼠標右擊速度曲線，在彈出菜單中Math中的Derivitive即可對曲線進行求導，得到加速度曲線。再對加速度曲線進行濾波處理即可。
圖1 速度曲線
圖2 加速度曲線（速度求導）
圖3為濾波處理之后的加速度曲線。
展開 振動的位移、速度、加速度應該怎么選？
s,v,a
振動的位移、速度、加速度測量應該選哪個？
凡是做機械設備振動分析的人，都知道振動有位移、速度、加速度。但是啥時候用哪一個呢？為什么呢？（一些有經(jīng)驗的工程師可以輕松回答第一個問題，那么“為什么”這個問題你想過么？）
有的人隨便選一個，有的人不知道選哪一個于是全部的都選。這其實是對基本概念不理解造成的。選擇不當會造成診斷特征丟失，全部都選有時候會出現(xiàn)標準濫用，這都是不正確的做法。
要解答上面的問題我們還是要回歸基本概念：振動的位移、速度、加速度是啥意思，分別代表什么？或者說物理含義是什么？
說起來位移、速度、加速度是啥意思，貌似很簡單么。就位移就是距離咯；速度就是距離在時間維度上的微分咯，加速度就是速度在時間單位上的微分咯。但是理解基本概念不能僅此而已，有沒有想過，既然一個是另一個的微分或者積分，那么其實這三個測量是可以相互換算的？既然換算就好了，為啥搞三個？
偷偷說兩句……
是分開測量的嗎？
你以為傳感器真的就是全部都是將速度、位移、加速度分開測量的么？
展開 測量振動 | 壓電加速度計的特性
加速度計頻率范圍
機械系統(tǒng)的大部分振動能量往往包含在10Hz至1000Hz之間的相對較窄的頻率范圍內(nèi)，但是測量結(jié)果通常可以說是10kHz，因為在這些較高頻率下，通常會有一些有趣的振動分量。因此，在選擇加速度計時，我們必須確保加速度計的頻率范圍可以覆蓋感興趣的范圍。
實際上，在低頻端，加速度計提供真實輸出的頻率范圍受到兩個因素的限制。第一個是緊隨其后的放大器的低頻截止。這通常不是問題，因為限制通常遠低于1Hz。
第二個是環(huán)境溫度波動的影響，加速度計對此很敏感。使用現(xiàn)代剪切式加速度計，這種影響最小，允許在正常環(huán)境下測量低至1Hz以下。
上限由加速度計本身的質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的諧振頻率決定。根據(jù)經(jīng)驗，如果我們將頻率上限設置為加速度計共振頻率的三分之一，我們就知道，在組件的上限頻率下測得的振動誤差不會超過+12％。
對于質(zhì)量較小的小型加速度計，諧振頻率可以高達180kHz，但是對于較大、輸出更高的通用加速度計，通用加速度計，通用加速度計的共振頻率通常為20至30kHz。
加速度計共振誤差
由于加速度計通常會在高頻端因為共振靈敏度大幅升高，因此其輸出將無法真實顯示這些高頻測量點處的振動。
在頻率分析振動信號時，人們可能以為很容易地識別由加速度計共振引起的高頻峰，因此往往忽略了它。這時，如果要獲取包括加速度計共振在內(nèi)的整體寬帶讀數(shù)，同時要測量的振動在諧振頻率周圍的區(qū)域中也有分量，則會得出不準確的結(jié)果。
展開 
壓電加速度計的歷史
壓電加速度計的核心是壓電材料的切片，通常是一種人工極化的鐵電陶瓷，具有獨特的壓電效應。當它在張力、壓縮或剪切方面受到機械應力時，它會在其極面上產(chǎn)生與施加的力成正比的電荷。
加速度計設計
在實際的加速度計設計中，壓電元件的布置能夠使得當組件被振動時，質(zhì)量單元向壓電元件施加與所受振動加速度成正比的力。這可以從公式中看出：力=質(zhì)量x加速度。
對低于質(zhì)量彈簧系統(tǒng)諧振頻率以下的頻率，質(zhì)量的加速度將與基礎的加速度相同，因此輸出信號的幅度將與基座承受的加速度成正比。
通常使用兩種配置：
質(zhì)量對壓電元件施加壓縮力的壓縮類型和質(zhì)量對壓電元件上施加剪切力的剪切類型。
壓電式加速度計類型
大多數(shù)制造商都提供各種各樣的加速度計，如果不了解，就無法輕松做出選擇。
但是一小組“通用”類型可以滿足大多數(shù)需求。這些連接器有頂部或側(cè)面安裝的連接器，靈敏度范圍為1至10mV或pC/ms-2。HBK Uni-Gain?類型的靈敏度已標準化為方便的“圓整數(shù)字”，例如1或10pc/ms-2，以簡化測量系統(tǒng)的校準。
CCLD/Deltatron?或者IPE加速度計
CCLD（恒流源線驅(qū)動）加速度計或IEPE（集成電子Piezo Electric）加速度計是帶有集成前置放大器的壓電式加速度計，可在電源線上以電壓調(diào)制的形式提供輸出信號。
HBK的IEPE加速度計具有高輸出靈敏度、高信噪比和寬帶寬，因此適用于通用和高頻振動測量。
這些加速度計是高性能儀器，其輸出靈敏度高于標準壓電加速度計（不帶積分放大器情形）。它們采用氣密密封以防止環(huán)境污染，對射頻和電磁輻射的敏感性較低，由于采用了外部恒流電源，它們的輸出阻抗較低。
展開 常用的HBK加速度計有哪些？
單向加速度計
4533，4534系列用于通用測試，靈敏度從10/100/500/50 mV/g，頻率范圍到12.8kHz
4507-B和4508-B系列用于結(jié)構(gòu)模態(tài)測試
4526系列用于高溫測量，可180°C連續(xù)工作
4524-B系列和4529-B系列具有5個安裝面
微型單向加速度計最輕僅有0.2克，頻率上限到20kHz
三向加速度計
4535系列用于通用測試，靈敏度從10/100/1 mV/g，頻率上限最高可達10kHz
4527系列可用于高溫測量至180°C，4528-B系列可在高溫測量至165°C的同時具備TEDS功能
微型三向加速度計同樣出色，最輕僅有0.8克，頻率上限可達10kHz
工業(yè)加速度計
工業(yè)加速度計極為堅固可靠，覆蓋范圍廣泛的永久振動監(jiān)測應用，能夠應對潮濕、含塵和潛在爆炸性區(qū)域的測量環(huán)境。可提供電荷型和CCLD型，其中電荷型尤為適合高溫測量。
8324-100型高溫工業(yè)電荷加速度計，用于惡劣工業(yè)環(huán)境下的振動測量，包括航空發(fā)動機、工業(yè)燃氣輪機、渦輪泵、核電廠、高溫（482℃）應用、低溫（-196℃）應用、變速箱、健康監(jiān)測系統(tǒng)等，適用于苛刻的輻射環(huán)境，抗輻射能力強。
4511和4523系列，用于飛行測試、嚴苛環(huán)境測試、HUMS狀態(tài)監(jiān)測、變速器測試、機械永久監(jiān)測等，測量范圍到±500gpk，頻率范圍到15k和25kHz。
電荷型壓電加速度計
電荷型壓電加速度計性能可靠，采用獨特設計，具有高動態(tài)范圍、長期穩(wěn)定性和耐用性，是專門為高溫環(huán)境下的振動測量而設計的。
展開 汽車平順性（加權(quán)加速度均方根值）計算 ￥29.9
</p><p> 這里以車輛X向加速度為例介紹計算方法，Y、Z向加速度計算方法相同。
4527型加速度計是如何制造的？
B&K 4527型三軸CCLD加速度計是一款多功能加速度計，適用于-60℃到180°C的溫度下連續(xù)工作，以滿足惡劣的環(huán)境要求。穩(wěn)定性、可靠性和長期使用壽命，是4527型加速度計的設計要點。
通過如下的小視頻，您將大致了解4527型加速度計是如何制造的。
4527型加速度計的每個零件都經(jīng)歷了180℃的
老化測試
，以保證其穩(wěn)定偏差，
穩(wěn)定的偏置電壓可確保在
整個溫度范圍內(nèi)保持其寬動態(tài)范圍。
鈦金屬外殼
提升了日常使用的耐久性，大大減輕了加速度計的重量，并對電磁環(huán)境不敏感。4527型較小的尺寸和
輕巧的重量
（僅6克）使得它可以在密閉空間中進行三軸測量。
盡管4527型是三軸加速度計，但它
也可以用于單軸或雙軸測量
。它具有低噪聲特性，并且所有三個軸的頻率范圍均為0.3Hz至10kHz。由于頻率范圍寬，重量輕，使其適合用作
多功能加速度計
。
4527型加速度計具有一個四針行業(yè)標準連接器，以實現(xiàn)更大的
電纜兼容性
。每個加速度計均使用隨機激勵和1600行FFT進行校準，以提供
高分辨率
的頻率響應。
4527型加速度計滿足現(xiàn)代測試實驗室的大多數(shù)需求，從而
簡化了測試
。
展開 