设计具有高耐温性，高稳定性和高可靠性的加速度传感器。于气动发动机的高温和严酷的振动测试环境，该传感器使用居里温度高的铌酸盐晶体作为压电元件。有最大特征系数的压电晶体是切线的，并且确定具有最大特征系数的压电晶体以获得铌酸锂晶体的强压电效应。用高温合金，矿物绝缘等耐高温材料开发的双层高温，低噪音屏蔽电缆，可在高温环境下长期使用，有效解决了小传感器信号高温传输可靠性问题。感器结构，包装过程和测量系统的优化设计，显着提高了传感器的频率响应和动态协议性能。传感器的频率和温度响应以及容量损失的测试表明，该传感器在550℃的高温环境下可以保持较高的可靠性和稳定性，并提高了发动机振动测试的技术能力空气动力学。
动马达是高温，高速旋转机械装置，其操作条件与普通旋转机械不同，并且处于高温，油雾和严重电磁干扰的恶劣环境中。过特殊设计开发[1]。于压电加速度传感器内部没有活动部件，因此不仅稳定性好，灵敏度高，使用寿命长，而且频率范围宽。多数振动测量使用压电加速度传感器。前，国际知名的压电振动传感器公司包括Kister，瑞士的Vibro-Meter，美国的电路板公司[3]，Endevco [4]等，其类别包括产品比较齐全。
温振动传感器的最高工作温度可达760℃，可靠性高达105 h。温家用振动测量传感器的研究起步较晚。于高温压电元件的局限性，永远无法提高工作温度。感器的稳定性和可靠性与国外相比，仍然存在很大差距。此，设计和开发一种高温高性能的家用压电加速度传感器[5]非常重要。着科学技术的发展，铌酸锂晶体作为高温居里压电晶体，被广泛应用于航空航天，能源等科学和工业研究的许多领域。石化产品等，其居里温度可达到1200℃。是居里温度下目前已知的最高压电和铁电材料；在长时间的使用中具有良好的稳定性，高温和强辐射条件在应用中始终具有良好的压电和机械性能。用铌酸锂晶体作为压电元件，设计并制造了耐高温压电加速度传感器。行了完整的性能分析测试，以验证传感器在高温环境下的稳定性和可靠性。结构的观点来看，铌酸锂是多畴单晶，必须对其极化以成为单畴单晶，这进一步反映了单晶机械性能的各向异性。了提高传感器的灵敏度，有必要找到极化铌酸锂晶体的最大特性系数[7]。过使用具有最高特性系数的压电晶体，可以获得强的压电效应，并且可以提高传感器的灵敏度。
自佳等。[8]通过理论研究发现，当铌酸锂晶体绕X轴旋转31.5°时，通过切割晶体可获得相应的压电系数。了验证该结果，使用上海光电子机械研究所提供的切线铌酸锂压电晶体的不同样品，用压电测试仪测试其压电系数d15和d33。果示于表1。中，1、2分别代表压电晶体的测量方向的前部和后部。表上我们可以看到，恒温阀芯当在垂直于X轴的方向上切割压电晶体时，测得的压电系数d15最大。
外，还测试了两批压电晶体样品的X轴垂直切向截面和绕X轴旋转31.5°的角度，为了获得更精确的数据，测试仪由东南大学中国科学院声学研究所和中国计量学会进口的压电材料。装置执行d15和d33测试。试结果显示在表2中。管由于测试仪器的准确性而导致测试结果有所不同，但所有结果都表明，当晶体旋转31.5°时，d15效果最佳。X轴的最大值约为50 pC /N。
此，高温压电加速度传感器使用铌酸锂晶体的压电系数d15进行设计和制造。前，高温压电加速度传感器主要有两种类型的结构：剪切类型和压缩类型，如图1所示。切类型可以抵抗传感器的变形。和温度的影响，且体积小，但对过载的抵抗力低。压缩冲击性强，但是体积很重要，并且过程和结构复杂。于用于飞机发动机的传感器对质量，体积和温度耐受性有严格的要求，因此铌酸锂晶体的最大压电系数d15在剪切力下得以反映。向结构[9-11]。合压电加速度传感器的结构尺寸和技术要求，确定了铌酸锂压电元件的结构，尺寸和主要技术指标。了提高压电晶体的导电性，如图2所示，在元件的表面镀了金。2（a）显示了传感器中所有铌酸锂的压电片，并且图2（b）是压电片尺寸规格的示意图。感器在发动机的恶劣环境下运行。必须配备特殊的低噪声，抗干扰和耐高温电缆，该电缆可以稳定可靠地将传感器发出的电荷信号传输到电荷放大器，以确保精度和可靠性。
号调理的可靠性。温传感器电缆以无机矿物材料为绝缘材料，电线由镍丝制成，绝缘层为不锈钢管，起到保护绝缘层和第一屏蔽层的作用，并可以一定角度弯曲，使用方便。层由不锈钢丝套管保护，以防止使用电缆时因摩擦而损坏内管和第二层屏蔽功能。3是高温电缆的示意图，图3（a）是电缆尺寸和铠装的示意图，图3（b）是物理电缆。3示出了高温电缆的高温电阻测试的结果。温电缆的绝缘电阻随着温度的升高而逐渐减小，当绝缘电阻达到650℃时，绝缘电阻始终为30MΩ，符合电缆设计目标和要求。
合高温电缆的技术要求。了确保传感器的可靠性，必须将传感器密封并包装。包装传感器时，空腔中会充满惰性保护气体，包装完成后需要进行气密性测试，以确保传感器的气密性，从而”确保在长期工作和储存期间，没有其他杂质（例如氧气）进入传感器。感器的高温稳定性和传感器的使用寿命。体步骤是，一旦传感器组件完成，就将插座和外壳分别焊接到基座上并进行气密性测试。
壳保留用于包装过程中的孔。个传感器放置在真空室的焊接电极支架中，以同时排空，加热和烹饪。感器内部的残留气体被清除。
到真空水平后，填充惰性气体，并用特殊的固定装置塞住小孔。时，将小孔密封并焊接。感器内部没有氧气和其他杂质，可以大大提高传感器的高温性能和可靠性。4显示了包装好的传感器主体的初始样品。电加速度传感器具有高阻抗和低负载信号输出。须使用低噪声电缆将其连接到信号调节器，以将充电信号调节为与充电量成比例的电压信号。图5所示，传感器安装在发动机的高温部分以测试发动机的振动，高温低噪声电缆将传感器感应的振动信号传输到信号调节器。接收到的电荷量调整为与振动信号成比例。压信号被传输到测试和分析空气动力发动机的振动状态所需的振动测试系统。了验证基于铌酸锂的压电晶体的高温压电传感器的工作性能，选择了两个灵敏度为＃1和＃2的传感器原型，并进行了频率响应和响应测试温度在传感器上进行。试设备为BK 4812型。频振动系统和振动传感器9610的校准系统。过测试测得的传感器的频率响应和温度响应的特征参数在表4和表5。4和表5显示两个原型传感器的灵敏度可以在10 Hz至4 kHz的频率范围内保持稳定，并且传感器的输出值倾向于温度稳定。境温度约550℃，最大误差不超过10％。高温试验箱对压电加速度传感器样品进行温度容量试验。图6所示，在500℃的常温范围内，传感器整体的温度电容变化相对稳定，在550℃后电容变化趋势增加，在570℃后，电容变化趋势逐渐增大。感器容量更大，这表明在570℃后传感器性能不够稳定。过频率响应测试获得的两个传感器原型的频率响应误差如图7所示。个传感器原型的最大频率响应误差在10 Hz至4的频率范围内kHz小于5％，传感器的灵敏度达到15 pC / g。
率响应指示器全部响应气动发动机振动传感器的测试指示器。据温度响应测试和容量损失随温度的变化，可以得出压电加速度传感器工作环境的有效温度可以达到550℃，并且具有在空气动力发动机的高温环境中工作。温度超过550℃时，传感器的容量损失开始增加，并且温度响应误差随温度的升高而逐渐增加，并且传感器的性能不稳定，从而影响测试结果。际上，随着温度的升高，带有铌酸锂的压电元件，高温电缆诸如高温连接器之类的结构的可靠性降低，而铌酸锂的晶体在高温下具有更大的压电系数。线方向和更大的温度干扰。而言之，由以铌酸锂为压电元件的压电晶体材料制成的高温压电加速度传感器可以有效地提高传感器的耐高温性并提高传感器的可靠性。着科学技术的发展，测量飞机发动机振动的要求不断提高。论是军用飞机还是民用飞机，都必须对发动机振动进行随机监测。
计开发了基于含铌酸锂的压电晶体的高温压电加速度传感器。的整体可靠性和稳定性可以适应航空发动机的恶劣环境，并满足测量航空发动机振动的要求。型空气动力发动机的工作温度越来越高，这对耐高温性和传感器的可靠性提出了更高的要求。过优化传感器的设计，开发了一种新型的耐高温敏感材料，以提高耐高温性和传感器的可靠性。
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