1.目的：
本文將采用書面形式來(lái)闡述加速度計(jì)的粘接式安裝方法，SENTHER 的工程師在這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中進(jìn)行了許多調(diào)查研究并得出結(jié)論：正確的加速度計(jì)粘接方法是十分重要的。這些信息將有助于測(cè)試工程師在粘接一些特殊類型的傳感器時(shí)能有更好的指導(dǎo)并取得更好地效果。
2.背景：
測(cè)試工程師和技師們常常會(huì)問(wèn)：如何避免在安裝被測(cè)物體表面上打孔而進(jìn)行加速度計(jì)的安裝？例如合鈑金材料表面安裝時(shí)厚度不足，在一塊很小的表面區(qū)域中存在著很多不平整的結(jié)構(gòu)，多樣性的安裝方式使得加速度計(jì)的安裝方式具有很大的隨意性，在這種狀況下我們使用粘接劑粘合加速度計(jì)是最合適的安裝方式。
測(cè)試人員會(huì)考慮在什么樣的環(huán)境下采用什么類型的粘接劑更符合測(cè)試要求。加速度計(jì)的自然頻率由粘接的耦合程度決定，選擇正確的粘合劑將是很重要的一步。有些重要的問(wèn)題是必須要考慮的是：加速度計(jì)的重量，測(cè)試時(shí)的頻率和帶寬，測(cè)試時(shí)的振幅和溫度。還要考慮一些測(cè)試過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題：正弦曲線的受限和測(cè)試中出現(xiàn)的隨機(jī)振動(dòng)。通常，工程師和技師將會(huì)根據(jù)測(cè)試不同的需求選擇合適的粘接劑來(lái)粘接加速度計(jì)。
這些粘接劑包括：氰基丙烯酸鹽,磁鐵，雙面膠帶，石蠟，熱粘接劑等，問(wèn)題的關(guān)鍵在于如何能夠有效的使用這些粘接劑。下面我們會(huì)詳細(xì)地闡述這些問(wèn)題。在正弦振動(dòng)測(cè)試過(guò)程中 512A 和 513A 是兩種典型的被廣泛應(yīng)用的加速度計(jì)，分別用氰基丙烯酸鹽,磁鐵，雙面膠帶，石蠟，熱粘接劑對(duì)它進(jìn)行粘接。一般在高溫控制室中進(jìn)行，用熱電偶來(lái)監(jiān)控烤箱中的溫度，以此來(lái)檢驗(yàn)加速度計(jì)在惡劣環(huán)境下的頻率響應(yīng)。
３.建議：
在加速度計(jì)的粘接過(guò)程中，粘合劑的使用量對(duì)在加速度計(jì)能否達(dá)到良好的頻率響應(yīng)中起到很關(guān)鍵的作用。在一塊小的薄膜上盡可能的用最少的粘接劑粘接加速度計(jì)將會(huì)使得加速度計(jì)頻率響應(yīng)傳送性最好。在安裝傳感器之前要用碳?xì)浠先芤海ū热纾篖octite? X-NMS）來(lái)清潔其要安裝的表面，在安裝傳感器的時(shí)候通常要用到氰基丙烯酸鹽, 磁鐵，雙面膠帶，石蠟，將其均勻地涂抹在粘接加速度計(jì)被粘表面，不能太厚或太薄，合適的厚度會(huì)起到良好的粘接效果。熱粘接劑的使用有很多的注意事項(xiàng)，最重要的是要注意安裝過(guò)程中熱粘接劑的凝固時(shí)間。
512A和 513A 是兩種最具有代表的普通加速度計(jì)。 512A重9 克，在測(cè)試高頻振動(dòng)時(shí)，頻率響應(yīng)在 1－12K HZ。513A 重 3.8克，在使用氰基丙烯酸鹽粘接到高頻振動(dòng)臺(tái)的時(shí)候，頻率響應(yīng)在 1－5K HZ。
粘接劑安裝方法介紹：
氰基丙烯酸鹽（俗稱502膠）
SENTHER 的測(cè)試傳感器中一個(gè)加速度計(jì)的重量一般小于 10 克，這是它們的優(yōu)勢(shì)所在，在512A 和 513A 兩種傳感器的粘接都可以使用氰基丙烯酸鹽的粘合劑，使用溫度范圍通常在-18°C 到 +121°C 之間。氰基丙烯酸鹽的粘合劑也可用于 121°C 之上，通常能達(dá)到 177°C。它是一種用于粘合堅(jiān)固塑料的膠液，這種膠液可用于粘接金屬，玻璃，橡膠和各種塑料。使用氰基丙烯酸鹽的稀釋劑可以加快凝固時(shí)間。通常氰基丙烯酸鹽用來(lái)粘接鋁，不銹鋼。甲基氰基丙烯酸鹽通常被推薦用來(lái)粘接和固定金屬和玻璃。氰基丙烯酸酯在其他材料方面的效果如何，我們還需要做進(jìn)一步的測(cè)試。
優(yōu)點(diǎn)：
1.室溫時(shí)粘接效果好，凝固時(shí)間較快。
2.頻率響應(yīng)寬，溫度范圍寬。
缺點(diǎn)：
1.在拆卸傳感器之前，需要用(Loctite? X-NMS)溶劑溶解膠也才能取下傳感器。
2.拆卸時(shí)間長(zhǎng)。
3.不能在粗糟表面上使用。
石蠟
石蠟是一種可以用于低溫或常溫的粘接劑，和氰基丙烯酸鹽一樣，在應(yīng)用溫度范圍的內(nèi)都能有很好的頻率響應(yīng)。
建議：
在我們選用石蠟作粘接劑時(shí)候，特別要了解清楚它的最大粘接強(qiáng)度是多少：如果在一塊光滑的鋼鐵表面使用的時(shí)候，大概是 15psi。也就是說(shuō)粘接面積在 0.625 英寸，在大約 20g-pk情況下可以粘接＜100 克的加速度計(jì)。蠟的厚度應(yīng)該是在 0.125 英寸以下，最好在 0.1 英寸以下。以下公式可以計(jì)算粘接的頻率特性：fn = 3.13 √(AE/tW)
fn=自然頻率
A＝安裝加速度計(jì)下石蠟區(qū)域的平方數(shù)（單位：英寸）
t＝上蠟的厚度（單位：英寸）
E＝上蠟的彈力系數(shù)（單位：psi）
W＝加速度計(jì)的重量（單位：英鎊）
優(yōu)勢(shì)：
1.使用方便
2.攜帶方便（可以直接放入口袋）
3.粘接迅速
4.拆卸方便，迅速
漂白蠟 7036
另一種粘接劑是用漂白蠟 7036。這是一種很好使用的加速度計(jì)粘接劑，用來(lái)固定像 576A 系列的產(chǎn)品。在連續(xù)的高頻振動(dòng)下漂白蠟有良好的傳送性和支撐性，可使用的最大溫度是 70℃。超過(guò) 70℃時(shí)候，石蠟就會(huì)變軟從而影響頻率響應(yīng)。粘接時(shí)使用的方法是加熱需要粘接的地方使溫度到達(dá) 200℃，當(dāng)石蠟變軟時(shí)粘上加速度計(jì)即可，然后等石蠟完全冷卻凝固，這時(shí)加速度計(jì)就固定好了。漂白蠟安裝有很好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，但要注意的是丙酮可以很容易的清除它。使用前清理干凈粘接的表面，因?yàn)殡s質(zhì)會(huì)影響到加速度計(jì)的粘接效果。
雙面膠帶
雙面膠帶有良好的溫度使用范圍，它類似于氰基丙烯酸鹽粘合劑可以直接粘合。使用溫度范圍在－18℃~+93℃，適合于 512A 型號(hào)。
優(yōu)點(diǎn)：
1.使用方便
2.溫度使用范圍寬
缺點(diǎn)：
1.振幅范圍有限
2.當(dāng)粘接較高或頂置接頭的加速度計(jì)時(shí)，電纜的運(yùn)動(dòng)會(huì)影響加速度計(jì)精度。
熱粘接劑（熱熔膠）
熱粘接劑溫度使用的范圍在－18℃~＋93℃，高于 93℃時(shí)，熱粘接劑將會(huì)失去它的硬度，頻率響應(yīng)將會(huì)受到影響。在粘接的方法上熱粘接劑需要更多的注意，特別是在高頻使用的時(shí)候，在小于 2HZ 時(shí)候我們可以正常的使用。熱粘接劑的頻率范圍將會(huì)隨著測(cè)試溫度的降低而增加。這種粘接方法已經(jīng)被廣泛的使用，因?yàn)樗捎糜诤芏嗖牧希踔廖覀兛梢允褂檬痔崮z槍。
優(yōu)點(diǎn)：
1.使用方便
2.粘接迅速
3.粘接時(shí)間快，容易清除
缺點(diǎn)：
考慮到粘接的時(shí)間需要十分短，如果要確保良好的頻率響應(yīng)，這就要求用戶必須十分迅速的粘接加速度計(jì)，當(dāng)粘接劑被涂到安裝面上以后必須盡快的粘接，而且必須注意的是安裝時(shí)溫度不能超過(guò)＋93℃。
磁鐵
用磁鐵來(lái)安裝加速度計(jì)是一種十分方便和容易操作的方法，然而使用這種方法安裝加速度計(jì)會(huì)降低可用的頻率帶寬。磁鐵不會(huì)隨著環(huán)境的影響而被改變，但是磁鐵的安裝將會(huì)大幅的降低共振的頻率，在特殊材料表面用磁鐵安裝加速度計(jì)可能會(huì)導(dǎo)致失效。例如 512A，從螺栓安裝轉(zhuǎn)換到磁鐵安裝時(shí)頻率范圍將會(huì)從 15KHZ 減少到 3.4KHZ。因此，磁鐵安裝常被用于低頻測(cè)試。加速度計(jì)重量大于 50 克時(shí)，將可以考慮用磁鐵安裝。這些加速度計(jì)一般有很高的靈敏度和很窄的帶寬。這個(gè)時(shí)候磁鐵引起的共振是可以忽略不計(jì)的，磁鐵的額外重量將會(huì)加重運(yùn)動(dòng)物體負(fù)荷，測(cè)量時(shí)應(yīng)該考慮此重量對(duì)測(cè)量造成的誤差。
優(yōu)點(diǎn)：
1.使用方便
2.使用溫度范圍寬
3.支撐重量良好
4.可改變尺寸
劣勢(shì)：
1.帶寬變小
2.在使用磁鐵粘接加速度計(jì)時(shí)需要十分的謹(jǐn)慎。
警告：
1．在一個(gè)平坦堅(jiān)硬的表面上撞擊加速度計(jì)是很容易造成加速度計(jì)的毀壞。
2．高頻沖擊將會(huì)的損壞加速度計(jì)。
3．安裝加速度計(jì)時(shí)應(yīng)把磁鐵外緣先與安裝面接觸，再將加速度計(jì)緩慢地放下到在被測(cè)物體的表面。
綜述：
1.在接近最大極限溫度時(shí)最好不要用粘接劑，應(yīng)該延遲一段時(shí)間再使用，否則會(huì)使粘
接劑本身被損壞，導(dǎo)致粘接劑抗拉強(qiáng)度降低。
2.當(dāng)我們要用粘接法安裝加速度計(jì)時(shí)，所有極限因素都要考慮進(jìn)去。
結(jié)束語(yǔ)：
當(dāng)工程師和技師確定選擇使用粘接劑來(lái)安裝加速度計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該先要考慮使用什么樣的粘接劑可以快速粘接加速度計(jì)，并且有盡量寬的頻率范圍和盡量寬的溫度范圍。在-18°C~ +121°C 時(shí)，頻率曲線沒(méi)有太大的差異，在低溫時(shí)，選擇石蠟要比選擇氰基丙烯酸鹽粘接劑好，用一層石蠟的薄膜粘接就可以得到很寬的頻寬。當(dāng)溫度在+93°C 之上時(shí)，雙面膠帶粘接是一種比較合適的方式；但在低溫下用雙面膠帶在粘接的時(shí)候，相同的重量加速度計(jì)也會(huì)出現(xiàn)不同的特征，因此必須要注意這種粘接方式。當(dāng)溫度高于+93°C 時(shí)，我們將會(huì)排除使用氰基丙烯酸鹽粘接和雙面膠帶的粘接方式。可以使用熱粘接劑，但必須使用迅速，避
免冷卻后影響到加速度計(jì)的頻率響應(yīng)。由于磁鐵安裝會(huì)影響到加速度計(jì)的高頻響應(yīng)，因此而我們規(guī)定了磁鐵安裝僅僅被用于低頻模式，磁鐵安裝好處是環(huán)境溫度將不會(huì)影響加速度計(jì)的性能。
附錄：
512A-50振動(dòng)傳感器不同安裝方式的頻響曲線：
