哪些傳感器能用于振動(dòng)的測(cè)量
振動(dòng)傳感器按其功能可有以下幾種分類方法:
按機(jī)械接收原理分:相對(duì)式、慣性式;
按機(jī)電變換原理分:電動(dòng)式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式;
按所測(cè)機(jī)械量分:位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力傳感器、應(yīng)變傳感器、扭振傳感器、扭矩傳感器。
1、相對(duì)式電動(dòng)傳感器
電動(dòng)式傳感器基于電磁感應(yīng)原理,即當(dāng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體在固定的磁場(chǎng)里切割磁力線時(shí),導(dǎo)體兩端就感生出電動(dòng)勢(shì),因此利用這一原理而生產(chǎn)的傳感器稱為電動(dòng)式傳感器。
相對(duì)式電動(dòng)傳感器從機(jī)械接收原理來說,是一個(gè)位移傳感器,由于在機(jī)電變換原理中應(yīng)用的是電磁感應(yīng)電律,其產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)同被測(cè)振動(dòng)速度成正比,所以它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器。
2、電渦流式傳感器
電渦流傳感器是一種相對(duì)式非接觸式傳感器,它是通過傳感器端部與被測(cè)物體之間的距離變化來測(cè)量物體的振動(dòng)位移或幅值的。電渦流傳感器具有頻率范圍寬(0~10 kHZ),線性工作范圍大、靈敏度高以及非接觸式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),主要應(yīng)用于靜位移的測(cè)量、振動(dòng)位移的測(cè)量、旋轉(zhuǎn)機(jī)械中監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)測(cè)量。
3、電感式傳感器
依據(jù)傳感器的相對(duì)式機(jī)械接收原理,電感式傳感器能把被測(cè)的機(jī)械振動(dòng)參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成為電參量信號(hào)的變化。因此,電感傳感器有二種形式,一是可變間隙,二是可變導(dǎo)磁面積。
4、電容式傳感器
電容式傳感器一般分為兩種類型。即可變間隙式和可變公共面積式??勺冮g隙式可以測(cè)量直線振動(dòng)的位移??勺兠娣e式可以測(cè)量扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的角位移。
5、慣性式電動(dòng)傳感器
慣性式電動(dòng)傳感器由固定部分、可動(dòng)部分以及支承彈簧部分所組成。為了使傳感器工作在位移傳感器狀態(tài),其可動(dòng)部分的質(zhì)量應(yīng)該足夠的大,而支承彈簧的剛度應(yīng)該足夠的小,也就是讓傳感器具有足夠低的固有頻率。
根據(jù)電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:u=Blx&r
式中B為磁通密度,l為線圈在磁場(chǎng)內(nèi)的有效長度, r x&為線圈在磁場(chǎng)中的相對(duì)速度。
從傳感器的結(jié)構(gòu)上來說,慣性式電動(dòng)傳感器是一個(gè)位移傳感器。然而由于其輸出的電信號(hào)是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生,根據(jù)電磁感應(yīng)電律,當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),所感生的電動(dòng)勢(shì)與線圈切割磁力線的速度成正比。因此就傳感器的輸出信號(hào)來說,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是同被測(cè)振動(dòng)速度成正比的,所以它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器。
6、壓電式加速度傳感器
壓電式加速度傳感器的機(jī)械接收部分是慣性式加速度機(jī)械接收原理,機(jī)電部分利用的是壓電晶體的正壓電效應(yīng)。其原理是某些晶體(如人工較化陶瓷、壓電石英晶體等,不同的壓電材料具有不同的壓電系數(shù),一般都可以在壓電材料性能表中查到。)在一定方向的外力作用下或承受變形時(shí),它的晶體面或較化面上將有電荷產(chǎn)生,這種從機(jī)械能(力,變形)到電能(電荷,電場(chǎng))的變換稱為正壓電效應(yīng)。而從電能(電場(chǎng),電壓)到機(jī)械能(變形,力)的變換稱為逆壓電效應(yīng)。
因此利用晶體的壓電效應(yīng),可以制成測(cè)力傳感器,在振動(dòng)測(cè)量中,由于壓電晶體所受的力是慣性質(zhì)量塊的牽連慣性力,所產(chǎn)生的電荷數(shù)與加速度大小成正比,所以壓電式傳感器是加速度傳感器。
7、壓電式力傳感器
在振動(dòng)試驗(yàn)中,除了測(cè)量振動(dòng),還經(jīng)常需要測(cè)量對(duì)試件施加的動(dòng)態(tài)激振力。壓電式力傳感器具有頻率范圍寬、動(dòng)態(tài)范圍大、體積小和重量輕等優(yōu)點(diǎn),因而獲得廣泛應(yīng)用。壓電式力傳感器的工作原理是利用壓電晶體的壓電效應(yīng),即壓電式力傳感器的輸出電荷信號(hào)與外力成正比。
8、阻抗頭
阻抗頭是一種綜合性傳感器。它集壓電式力傳感器和壓電式加速度傳感器于一體,其作用是在力傳遞點(diǎn)測(cè)量激振力的同時(shí)測(cè)量該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。因此阻抗頭由兩部分組成,一部分是力傳感器,另一部分是加速度傳感器,它的優(yōu)點(diǎn)是,保證測(cè)量點(diǎn)的響應(yīng)就是激振點(diǎn)的響應(yīng)。使用時(shí)將小頭(測(cè)力端)連向結(jié)構(gòu),大頭(測(cè)量加速度)與激振器的施力桿相連。從“力信號(hào)輸出端”測(cè)量激振力的信號(hào),從“加速度信號(hào)輸出端”測(cè)量加速度的響應(yīng)信號(hào)。
注意,阻抗頭一般只能承受輕載荷,因而只可以用于輕型的結(jié)構(gòu)、機(jī)械部件以及材料試樣的測(cè)量。無論是力傳感器還是阻抗頭,其信號(hào)轉(zhuǎn)換元件都是壓電晶體,因而其測(cè)量線路均應(yīng)是電壓放大器或電荷放大器。
9、電阻應(yīng)變式傳感器
電阻式應(yīng)變式傳感器是將被測(cè)的機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換成傳感元件電阻的變化量。實(shí)現(xiàn)這種機(jī)電轉(zhuǎn)換的傳感元件有多種形式,其中較常見的是電阻應(yīng)變式的傳感器。
電阻應(yīng)變片的工作原理為:應(yīng)變片粘貼在某試件上時(shí),試件受力變形,應(yīng)變片原長變化,從而應(yīng)變片阻值變化,實(shí)驗(yàn)證明,在試件的彈性變化范圍內(nèi),應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化和其長度的相對(duì)變化成正比。
詞條
詞條說明
大型機(jī)組振動(dòng)測(cè)試具體內(nèi)容
較主要的主要設(shè)備,機(jī)組振動(dòng)水準(zhǔn)是立即體現(xiàn)機(jī)組安全性運(yùn)轉(zhuǎn)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。不論是新機(jī)組調(diào)節(jié)或是已資金投入運(yùn)作的機(jī)組,或者服現(xiàn)役很多年的機(jī)組,都務(wù)必把握機(jī)組振動(dòng)情況,尤其是當(dāng)機(jī)組振動(dòng)發(fā)現(xiàn)異常狀況時(shí),對(duì)機(jī)組振動(dòng)的測(cè)試則至關(guān)重要,而要得到恰當(dāng)靠譜的測(cè)試結(jié)果,較先要掌握振動(dòng)測(cè)試儀器設(shè)備的各類特性,還需要了解振動(dòng)測(cè)試的基本要素和實(shí)際測(cè)試方式,較必須把握一定的振動(dòng)測(cè)試社會(huì)經(jīng)驗(yàn)。 1. 新投用機(jī)組測(cè)試 新機(jī)組運(yùn)行調(diào)
【震動(dòng)檢測(cè)】振動(dòng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
振動(dòng)測(cè)試的目的是模擬一連串振動(dòng)現(xiàn)象,測(cè)試設(shè)備在壽命周期中,是否能承受運(yùn)輸或使用過程的振動(dòng)環(huán)境的考驗(yàn),也能確定設(shè)備設(shè)計(jì)和功能的要求標(biāo)準(zhǔn)。振動(dòng)試驗(yàn)的精義在于確認(rèn)產(chǎn)品的可靠性及提前將不良品在出廠前篩檢出來,并評(píng)估其不良品的失效分析使其成為高水平,高可靠性的產(chǎn)品。隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):GB/T 2423.56-2006電氣電工產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試方法及說明:將樣品包裝件固定在振動(dòng)臺(tái)中間位置,振動(dòng)條件如下:振動(dòng)頻譜
符合IEC942 1級(jí)技術(shù)要求聲壓級(jí)校準(zhǔn)精度±0.2dB兩檔聲壓級(jí)校準(zhǔn)94dB和114dB校準(zhǔn)頻率 1kHz
【振動(dòng)測(cè)試】振動(dòng)測(cè)試的原理
振動(dòng)測(cè)試的原理我們?cè)谶M(jìn)行振動(dòng)測(cè)試以及分析結(jié)果時(shí)必須清楚如下兩個(gè)概念:功率譜密度和RMS值。為了對(duì)隨機(jī)振動(dòng)進(jìn)行度量,引入了概率統(tǒng)計(jì)的方法然后通過較好的進(jìn)行分析和描述,將時(shí)域中雜亂的隨機(jī)信號(hào)在頻域中表現(xiàn)出來,較好的分析激勵(lì)信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)間的關(guān)系。功率譜密度?功率譜密度譜是一種概率統(tǒng)計(jì)方法,是對(duì)隨機(jī)變量均方值的量度。一般用于隨機(jī)振動(dòng)分析,連續(xù)瞬態(tài)響應(yīng)只能通過概率分布函數(shù)進(jìn)行描述,即出現(xiàn)某水平響
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