【Klippel应用笔记】AN74 使用位移激光器测量加速度 — 对比测试分析
测试换能器和致动器的加速度是音频行业的常见应用。通常情况下，小型加速度传感器将连接到被测设备（DUT）上，用于直接测量加速度。但是这些传感器需要粘合或拧到DUT上，与传感器重量相比，该方法不适合振动质量较小的小型扬声器，所以我们将介绍一种非接触式加速度测量方法，该方法不需要将额外的传感器连接到DUT的膜片上。
使用激光传感器来测量位移信号然后计算出加速度的方法以及步骤已经在上期内容中介绍过，本期将采用直接测量技术，并对结果进行对比讨论。
【Klippel应用笔记】AN74 使用位移激光器测量加速度 — 测试步骤及结果解读
在使用加速计直接测量扬声器振膜的加速度时，存在一些缺点。首先，它们安装到振膜后起到了额外质量的作用，将降低整体测量带宽；另外，加速度传感器产生额外的谐振频率，导致测量信号具有低通特性。此次对比测试中，使用了一款小型加速计（约0.8g，校准因子为0.0101V/m/s^2），用蜡直接安装在低音扬声器的防尘盖上。使用TRF直接测量的结果可在本应用说明附带的数据库中找到。如下，直接测量技术得到的加速度为绿线，激光传感器测量计算出的加速度为橙线。
从上图可以看到，这两条曲线在大约600Hz以下匹配得很好；在该频率以上，直接测量的加速度开始上升到计算的加速度之上，然后以每倍频程约12dB的速度下降，而计算的加速度保持稳定，直到振膜在3kHz以上出现分割振动（这是扬声器的正常行为，可以使用KLIPPEL扫描测振仪模块SCN进行更详细的研究）。直接加速度测量的这种行为是由于喇叭的振膜和加速度计本身之间的谐振。在本例中，这种谐振大约为1kHz，可以通过将加速计更紧地连接到振膜上（在某些情况下这是不可能的）来将其转移到更高的频率。在谐振频率以上，在加速计和DUT之间，测量的加速度减小，这意味着直接测量技术存在最大频率的限制。
备注：加速度传感器和DUT之间的谐振频率在很大程度上取决于传感器与DUT连接的稳定性。如果需要测量非常高的频率，加速计必须用螺钉或胶水固定在测量表面上，这对于扬声器来说当然是不可能的，这就是为什么用加速度传感器直接测量扬声器可能很困难的原因。然而，本应用笔记AN74使用的是激光传感器进行位移测量再计算加速度的间接方法，在激光传感器和DUT之间不存在限制测量频率范围的附加谐振频率。该测量的唯一限制因素是在更高频率下振幅的减小，这限制了所测量位移信号中的SNR，从而也限制了所计算的加速度（见上期内容）。下期内容中我们将给出方法用于改善间接激光测量方法中高频位移信号信噪比不良的情况，敬请期待！
