一、产品基础类

1. 什么是加速度传感器?核心用途是什么?

加速度传感器是一种用于实时检测结构物振动、倾斜和形变的自动化监测设备,通过测量 X/Y/Z 三个方向的加速度变化,分析结构动态响应(如风载、地震、交通振动影响),识别异常震动或长期沉降,为结构安全预警和健康状态评估提供数据支持。适用于桥梁、高楼、大坝等关键设施的安全监测,可辅助预防裂缝、共振或疲劳损伤等风险。

2. 加速度传感器的工作原理是什么?

当结构物受外力(如风载、地震、交通振动)作用时,传感器内部 MEMS 传感元件会感知 X/Y/Z 三个方向的加速度变化,并将其转化为电信号;电信号经处理后通过通讯接口传输至采集系统,结合算法分析振动频率、幅度及模态变化,进而识别结构是否存在损伤(如裂缝、刚度退化),实现长期实时监测。

3. 加速度传感器的测量轴有什么特点?

采用 X/Y/Z 三轴测量设计,可全方位捕捉结构物在三维空间内的加速度变化,避免单一维度测量导致的监测盲区。三轴独立工作,能同时输出各方向的加速度数值及变化量,精准反映结构的动态响应状态,适用于复杂受力场景下的全面监测。

二、技术参数类

1. 加速度传感器的核心技术参数是什么?

参数名称

具体规格

测量轴

X/Y/Z 三轴

测量范围

默认 ±2g,可选 ±4g/±8g/±16g

精度

典型值 ±0.065mg

分辨率

0.061mg

灵敏度

16384LSB/g

非线性度

±0.1%FS

稳定性

±0.5mg

零偏温漂

±0.15mg/°C

灵敏度温漂

±0.005%/°C

抗冲击

20000g

通讯接口 / 协议

RS485 / Modbus

工作电压

DC12V~DC30V

工作电流

典型值 16mA@12V

工作温度

-45℃~85℃

防护等级

IP68

外壳材质

铝合金氧化

产品尺寸

100mm×50mm×30mm

安装方式

钻孔安装 / 胶粘安装

2. 如何选择加速度传感器的测量范围?

测量范围需根据结构物的预期振动强度选择:

  • 常规场景(如高楼风振、交通振动):选择 ±2g 默认量程即可满足需求;

  • 中等振动场景(如桥梁车辆通行、小型设备振动):建议选择 ±4g/±8g 量程;

  • 强振动场景(如近震区、重型机械作业影响):需选用 ±16g 大量程,避免过载导致测量失真。

3. 加速度传感器的精度和分辨率有什么区别?

  • 精度:指测量值与真实加速度值的接近程度(典型值 ±0.065mg),反映测量结果的可靠性,受温漂、非线性度等因素影响;

  • 分辨率:指传感器能够识别的最小加速度变化量(061mg),体现对微小振动的捕捉能力;两者是不同维度的性能指标,高精度传感器通常具备高分辨率,确保在复杂环境下既能保证数据准确,又能捕捉细微的结构响应变化。

三、安装使用类

1. 加速度传感器有哪些安装方式?如何选择?

支持两种安装方式,适配不同现场条件:

  • 膨胀螺丝固定:适用于测点允许钻孔的场景(如混凝土墙体、钢结构),推荐用 8# 钻头钻孔,搭配 8# 膨胀套和 M4×35 自攻螺丝,传感器直接与测点面贴合安装;轻质砖墙建议用轻型冲击钻 / 手电钻,避免震碎砖块;混凝土等坚固结构可使用重型电锤。

  • 底板胶粘固定:适用于测点不允许钻孔且表面光滑洁净的场景(如古建筑、精密设备表面),先将安装底板用万能胶粘于测点(静置 24 小时固化),再用 M4 螺丝固定传感器。

2. 安装加速度传感器有哪些注意事项?

  1. 安装面需平整清洁,确保传感器与测点面紧密贴合,避免间隙导致振动传递失真;

  2. 布线时需与强电线缆分开布设,避免电磁干扰;线缆需固定牢固,避免因自身振动影响测量;

  3. 2 芯线缆支持正反接线,4 芯线缆需按线序连接(红 = 12V+、黑 / 蓝 = GND、黄 = RS485A、绿 = RS485B),避免接错;

  4. 安装后需检查传感器固定状态,无松动、无倾斜,确保测量轴方向与预期监测方向一致。

3. 加速度传感器安装后需要校准吗?

建议安装后进行简易校准:通过施加已知加速度(如水平静置时 Z 轴加速度接近 1g 重力加速度),验证传感器输出数值是否在合理范围;若用于高精度监测场景(如科研、重大工程),可联系专业机构进行系统性校准,确保测量精度符合需求。日常使用中,无需频繁校准,定期(如每年)核查即可。

四、适配与故障排查类

1. 加速度传感器数据异常可能是什么原因?如何处理?

  • 共振影响:结构共振会放大某一频率响应,导致数据幅值异常,需分析结构固有频率,调整监测参数或优化传感器安装位置;

  • 温度漂移:环境温度变化导致 MEMS 结构热膨胀,引发零点漂移,选择带温度补偿设计的型号,或在软件中进行温漂修正;

  • 长期漂移:长期应力、老化或封装变形导致零偏逐渐变化,需定期校准,必要时更换传感器;

  • 安装不当:传感器松动、倾斜或安装面不平整,需重新固定传感器,确保贴合紧密;

  • 线缆问题:线缆破损、接头松动导致信号失真,检查线缆完整性,重新连接接头或更换线缆。

2. 加速度传感器能否与其他监测设备联动?

支持联动监测。传感器采用 RS485 通讯接口和 Modbus 协议,可与静力水准仪、倾角传感器、测斜仪等设备通过同一总线连接,接入智能网关或采集系统,形成完整的结构健康监测体系,实现振动、沉降、倾斜等多维度数据的同步采集与分析。

3. 如何排查加速度传感器的通讯故障?

  1. 接线排查:检查线缆连接是否牢固,4 芯线缆需按线序接线,2 芯线缆可正反接,确认电源正负极无接反;

  2. 电源排查:用万用表检测供电电压是否在 DC12V~DC30V 范围内,确保供电稳定;

  3. 设备排查:检查传感器是否正常上电,防护外壳是否破损进水,必要时重启设备;

  4. 协议排查:确认采集系统或网关的通讯协议为 Modbus,波特率等参数与传感器匹配。

五、常见问题类

1. 加速度传感器的防护等级能否满足户外使用需求?

防护等级为 IP68,具备防尘、防水、防潮能力,可直接用于户外场景(如桥梁、大坝、露天边坡),能耐受暴雨、高温、低温等恶劣环境;外壳采用铝合金氧化材质,耐腐蚀、抗冲击(20000g),可应对施工场景中的小磕小碰,适合长期户外监测。

2. 不同结构物(桥梁、高楼、大坝)应如何选择安装位置?

  • 桥梁:优先安装在主梁跨中、桥墩顶部等振动敏感部位,监测车辆通行、风载等引发的振动响应;

  • 高楼:安装在顶层、中间楼层及底层的梁柱节点处,捕捉风载、地震等对建筑的整体影响;

  • 大坝:选择坝体中部、坝肩等关键断面,监测水流冲击、温度应力引发的振动和形变。

3. 如何延长加速度传感器的使用寿命?

  1. 避免传感器受到剧烈冲击(虽抗冲击达 20000g,但需避免人为碰撞、跌落);

  2. 户外使用时,可对线缆进行防护处理(如套 PVC 管),避免锋利物体划伤;

  3. 定期检查传感器固定状态和线缆接头,发现松动、破损及时处理;

  4. 避免在超出工作温度范围(-45℃~85℃)的极端环境下使用,高温 / 低温场景可采取隔热 / 保温措施。

4. 加速度传感器的 “抗冲击 20000g” 是什么含义?

指传感器能承受的最大瞬时冲击加速度为 20000g(g 为重力加速度),该指标体现传感器的结构强度和耐用性,确保在突发振动(如地震、爆炸冲击)等极端场景下不损坏,仍能正常输出数据,适用于高风险环境下的结构监测。

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