当机械振动遇上压电效应，奇迹发生了——微小的形变瞬间转化为电信号。这就是压电式加速度传感器的魔力，它让看不见的振动变成可测的数据。无论是工业检测还是故障诊断，这款传感器都是工程师的"听诊器"。本文将带您探索它的工作原理，并揭秘它在实际应用中的精彩表现。

1. 压电效应

压电材料（如石英、压电陶瓷等）在受到机械应力时会产生电荷，这种现象称为正压电效应。反之，施加电场时材料会发生形变（逆压电效应，但传感器中主要利用正效应）。电荷量与施加的力成正比，公式为：Q=d×F，其中Q为产生的电荷量，d为压电常数，F为施加的力。







2. 基本构造

压电式加速度传感器一般由壳体、装在壳体内的弹簧、质量块、压电晶体和固定安装的基座组成。在压电晶体上放置一个质量块，然后用硬弹簧对质量块预加载荷，再将整个组件装在一个基座的金属壳体内。









3. 工作原理

当传感器感受振动时，由于弹簧的刚度相当大，质量块的质量相对较小，可认为质量块的惯性很小，其感受到与传感器基座相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力作用。这样，质量块就有一个正比于加速度的作用力作用在压电晶体上。通过压电晶体的压电效应，在压电晶体的表面上就会产生随振动加速度变化的电压。当振动频率远低于传感器的固有频率时，传感器输出的电压与作











由于压电晶体受力后产生的电荷量极其微弱，需要通过前置放大器来放大这些微弱的电荷信号，这个信号经过进一步的处理和分析，可确定加速度的大小和方向。



4. 我公司的压电式加速度传感器
   








5. 在实验台上的应用

1. 便携式轴承故障模拟实验台

如下图所示，在便携式轴承故障模拟实验台安装振动加速度传感器、电涡流传感器、转速传感器，进行滚动轴承故障模拟实验。







如下图所示，对比箭头处的幅值，下图的幅值明显更大。当轴承自身旋转经过故障点位（滚道或滚珠上的故障点）时，每次都会产生冲击信号。通过数据采集软件可以直观的了解到正常轴承与故障轴承的振动波形及频谱特征，可以对两组数据进行故障诊断分析。









2. 叶尖计时实验台

如图所示，在叶尖计时实验台安装振动加速度传感器、电涡流传感器，进行测试。测试结果如下 。