弦是一条具有一定长度且横截面很小的金属带,当被张紧的弦两端固定时,经激励后,就能发生横向振动,其固有振动频率为
(1)
式中为每根振动弦的长度,
为每单位弦长的质量,
为弦上的张力。
如果弦的一端固定一个检测质量,另一端固定在壳体上,并对振弦提供初始张力,当沿敏感轴有加速度
作用时,由于检测质量
受到惯性力
的作用,使弦上的张力从
增加到
,这样弦带的振动频率也从
变为
,即
(2)
因此频率差就可以作为被测加速度的量度。
在结构上,振弦加速度计分为单弦式和双弦式两种,其中双弦式结构常用,基本结构如下图所示。
仪表中,磁铁交替地保持金属带以额定频率振动,当壳体沿敏感轴受到加速度,那么滑动质量在每根弦引起的张力不同,每根弦以不同的频率振动。加速度是两根弦振动频率之差的函数,通过两根弦振动频率之差就能确定加速度的大小和方向。振弦式加速度计与其他加速度计比较,具有准备时间短、数字输出和分辨率高等特点。