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    振動的表征與振動傳感器分類及選擇

    發布時間:2021-3-24??????發布人:澤天傳感??????點擊:

    振動的表述包括:振動位移,振動速度,振動加速度。因此,振動傳感器有振動位移、振動速度和振動加速度傳感器。振動位移傳感器是振動位移變化與輸出電壓的變化關系,振動速度傳感器根據相對運動切割磁力線產生電壓的變化,振動加速度傳感器根據形變與電荷的關系。通過硬件或軟件振動速度傳感器積分可以得到位移,加速度傳感器通過一次積分可以得到振動速度,二次積分可以得到振動位移。因為需要測量加速度,所以必須有振動加速度傳感器。位移的測量:如果是非接觸測量間隙的變化,必須用振動位移傳感器;如果是接觸測量,可以用加速度傳感器通過兩次積分得到,也可以采用速度傳感器一次積分得到,具體使用何種方式,取決于測量對象。一般情況,如果包括齒輪或滾動軸承,使用加速度傳感器,否則用速度傳感器。

    振動傳感器

    一、振動位移、振動速度、振動加速度

    振動位移具體地反映了振動幅度的大小,振動速度反映了能量的大小,振動加速度反映了沖擊力的大小。也可以認為,在低頻范圍內,振動強度與位移成正比;在中頻范圍內,振動強度與速度成正比;在高頻范圍內,振動強度與加速度成正比。振動位移具體地反映了振動幅度的大小,振動速度反映了能量的大小,振動加速度反映了沖擊力的大小。據此,在工廠的實際應用中,通常情況下,大機組轉子的振動用振動位移的峰值(μm)表示,用裝在軸承上的非接觸式電渦流位移傳感器來測量轉子軸頸的振動;大機組軸承箱及缸體、中小型機泵的振動用振動速度的有效值[mm/s]表示,用裝在機器殼體上的磁電式速度傳感器或壓電式加速度傳感器來測量;齒輪的振動用振動加速度的單峰值(g)表示,用加速度傳感器來測量。電渦流式振動傳感器是渦流效應為工作原理的振動式傳感器,它屬于非接觸式傳感器。電渦流式振動傳感器是通過傳感器的端部和被測對象之間間隔上的變化來衡量物體振動參數的。電渦流式振動傳感器主要用于振動位移的測量,電感式振動傳感器是依據電磁感應原理設計的一種振動傳感器。電感式振動傳感器設置有磁鐵和導磁體,對物體進行振動測量時,能將機械振動參數轉化為電參量信號。電感式振動傳感器能應用于振動速度、加速度等參數的測量。壓電式振動傳感器是利用壓電晶體的壓電效應來完成振動測量的,當被測物體的振動對壓電式振動傳感器形成壓力后,壓電晶體元件就會產生相應的電荷,電荷數可換算為振動參數。壓電式振動傳感器還可以分為壓電式加速度傳感器、壓電式力傳感器和阻抗頭。

    二、壓電加速度傳感器動態范圍與選擇

    在被測加速度很小或很大時,必須考慮加速度傳感器的動態范圍。從理論上講,壓電加速度傳感器的輸出線性范圍的下限可以到零,但實際上動態范圍的下限取決于連接電纜和測量電路的電噪聲。因此測量小加速度時不宜選用動態范圍太大的傳感器。加速度傳感器動態在被測加速度很小或很大時,必須考慮加速度傳感器的動態范圍。除以上主要特性參數外,在選擇加速度傳感器時還需要考慮使用環境。其中最重要的是溫度環境。一般通用壓電加速度傳感器的使用溫度上限在200℃左右。溫度再高,由于壓電陶瓷的極性減弱,會導致靈敏度永久性下降。此外在選擇加速度傳感器時,有時還需考慮基座應變、磁場噪聲等環境因素的影響。為了得到精確可靠的振動測量結果,必須保證傳感器的正確安裝。以壓電式加速度傳感器為例,安裝時必須使其靈敏度主軸與測量方向一致。此外應使傳感器與被測量體之間有剛性傳遞,以保證傳感器正確感受被測量體的振動。

    三、振動傳感器的類型與選擇

    風機、汽輪機、水輪機、壓縮機、水泵、電機等大型旋轉機械中因機械振動問題而引起的事故日益突出。因此振動測量已經成為旋轉機械不可缺少的重要環節。合理地選擇振動傳感器,不但可以獲得準確的測試結果,減少機器停機時間,提高生產效率。振動傳感器按工作原理分有磁電型、電渦流型、壓電型、電容型、電感型等五種。電容型、電感型因受周圍介質影響較大,目前已很少采用。磁電式振動傳感器安裝簡單,可適用于絕大多數機器的環境條件。振動信號不需要經任何處理可以傳送到需要的地方。電式振動傳感器存在活動部件易損壞,低頻響應不好。一般速度傳感器在10Hz以下將產生較大的振幅和相位誤差。電渦流傳感器輸出信號與振動位移成正比,對于采用振幅描述振動狀態的大多數機器來說,它可以獲得較高的輸出信號??梢灾苯訙y量轉軸振動,而且能作靜態和動態測量,適用于絕大多數機器的環境條件。.結構簡單、對于汽輪發電機組振動來說,具有合適的頻響范圍,標定較容易除測量振動和部件靜態位置外,還可測量軸中心的位置,起動過程中軸中心的移動軌跡,軸承中心的變化等。此外,還可以作為轉速測量和振動相位測量的鍵相信號。。電渦流傳感器需外加電源,安裝比較麻煩,要求十分嚴格,而且必須配前置器。當測量振動物體材料不同時,影響傳感器線性范圍和靈敏度,需要重新標定。壓電式振動傳感器具有體積小,重量輕??梢赃m用于某些受附加在質量影響較大的振動測試系統中。同時具有比磁電式速度傳感器響應頻率范圍寬、機械運動部件不易損壞。壓電式振動傳感器的安裝方法和導線敷設方式,對測量結果有較大的影響,對汽輪發電機來說,其工作頻率范圍顯得太高,標定困難。本文由澤天傳感整理,轉載請保留出處。

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