上海北智電子技術有限公司/上海標智電子科技有限公司（英文簡稱B&W）

1、傳感器在三軸向沖擊試驗中的原理

• 力的測量原理：三軸向力傳感器基于應變片的應變效應或壓電材料的壓電效應來測量力。應變片式力傳感器在受到力的作用時，應變片會發生變形，導致其電阻值改變，通過惠斯通電橋測量電阻變化並轉換爲電壓信號，從而得到力的大小。壓電式力傳感器則是利用壓電材料在受力時産生的電荷與外力成正比的關系，將電荷信號轉換爲電壓信號來測量力。在三軸向沖擊試驗中，力傳感器分別安裝在三個相互垂直的軸向上，以測量各個方向上的沖擊力。

• 加速度測量原理：加速度傳感器主要有壓電式、壓阻式和電容式等類型。壓電式加速度傳感器利用壓電晶體的壓電效應，當加速度作用于傳感器時，壓電晶體産生與加速度成正比的電荷，通過電荷放大器將電荷信號轉換爲電壓信號，從而測量加速度。壓阻式加速度傳感器基于半導體材料的壓阻效應，加速度使傳感器內的壓阻元件發生變形，導致電阻變化，進而改變電流或電壓信號來測量加速度。電容式加速度傳感器通過測量電容極板間的距離變化引起的電容改變來反映加速度大小。在三軸向沖擊試驗中，加速度傳感器同樣安裝在三個軸向上，測量产品在各個方向受到沖擊時的加速度響應。

• 數據采集與處理原理：傳感器測量得到的力和加速度等模擬信號通過數據采集系統進行采集。數據采集系統通常包括放大器、濾波器、模數轉換器等部件，將模擬信號放大、濾波並轉換爲數字信號，然後傳輸到計算機進行處理和分析。通過專門的軟件對采集到的數據進行處理，可以得到沖擊力、加速度隨時間的變化曲線，以及峰值、脈寬、頻譜等各種參數，從而全面評估产品在三軸向沖擊下的性能。

2、傳感器在三軸向沖擊試驗中的應用領域

• 汽車工業：

  • 汽車零部件測試：汽車在行駛過程中，零部件會受到來自不同方向的沖擊，如發動機的振動、路面顛簸引起的沖擊等。通過三軸向沖擊試驗，在零部件上安裝傳感器，可以測量其在多方向沖擊下的受力和加速度情況，評估零部件的強度、耐久性和可靠性，確保汽車的安全性和正常運行。例如，對汽車懸挂系統、傳動軸、發動機支架等關鍵零部件進行三軸向沖擊試驗，以優化其設計和材料選擇。

  • 汽車電子設備評估：汽車電子設備如車載電腦、導航系統、傳感器等，需要在複雜的振動和沖擊環境下穩定工作。利用三軸向沖擊試驗和傳感器監測，可以模擬汽車在急刹車、碰撞等極端情況下電子設備所受的沖擊，評估其抗沖擊性能，保證電子設備在各種工況下的正常使用，提高汽車的整體性能和安全性。

• 航空航天領域：

  • 飛行器結構驗證：航空航天飛行器在起飛、降落、飛行過程中會承受巨大的多方向沖擊載荷。通過三軸向沖擊試驗，在飛行器結構部件上安裝傳感器，測量其在模擬飛行沖擊條件下的應力、應變和加速度響應，驗證飛行器結構的強度和穩定性，爲飛行器的設計和制造提供依據，確保飛行器在極端環境下的安全可靠。

  • 航空航天電子設備檢測：航空航天電子設備對于可靠性和穩定性要求極高。三軸向沖擊試驗結合傳感器技術，可以模擬太空環境中的微流星體撞擊、發射和返回過程中的沖擊等情況，檢測電子設備在多方向沖擊下的性能變化，保證其在惡劣的航空航天環境中能夠正常工作，保障飛行任務的順利進行。

• 軍事裝備：

  • 武器裝備性能評估：軍事武器裝備如槍支、彈藥、導彈等，在發射、運輸和使用過程中會受到強烈的沖擊。通過三軸向沖擊試驗，安裝傳感器測量武器裝備在不同方向沖擊下的力學性能，評估其結構強度、可靠性和安全性，爲武器裝備的設計、改進和質量控制提供重要依據，確保武器裝備在戰鬥環境中的性能和可靠性。

  • 軍事通信設備測試：軍事通信設備需要在複雜的戰場環境中保持穩定的通信功能。三軸向沖擊試驗結合傳感器監測，可以模擬戰場沖擊條件下通信設備所受的多方向沖擊，檢測設備的抗沖擊性能和通信穩定性，保證軍事通信的暢通無阻，提高軍隊的作戰效能。 

• 能源行業：

  o  風力發電設備監測：風力發電機在運行過程中會受到強風、陣風等複雜氣象條件的影響，産生較大的振動和沖擊。三軸向沖擊傳感器可安裝在風力發電機的葉片、輪毂、塔架等部位，實時監測設備在運行過程中的沖擊響應，及時發現潛在的故障隱患，如葉片裂紋、軸承磨損等，爲設備的維護和保養提供科學依據，降低設備的故障率，提高發電效率。