振動傳感器的作用：幾種振動傳感器的工作原理和用途
振動傳感器的種類豐富，按照工作原理的不同，能分為電渦流式振動傳感器、電感式振動傳感器、電容式振動傳感器、壓電式振動傳感器和電阻應(yīng)變式振動傳感器等。以下是這幾種振動傳感器的工作原理和用途。
1、電渦流式振動傳感器
電渦流式振動傳感器是渦流效應(yīng)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距離上的變化，來測量物體振動參數(shù)的。電渦流式振動傳感器主要用于振動位移的測量。
2、電感式振動傳感器
電感式振動傳感器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理設(shè)計的一種振動傳感器。電感式振動傳感器設(shè)置有磁鐵和導(dǎo)磁體，對物體進行振動測量時，能將機械振動參數(shù)轉(zhuǎn)化為電參量信號。電感式振動傳感器能應(yīng)用于振動速度、加速度等參數(shù)的測量。
3、電容式振動傳感器
電容式振動傳感器是通過間隙或公共面積的改變來獲得可變電容，再對電容量進行測定而后得到機械振動參數(shù)的。電容式振動傳感器可以分為可變間隙式和可變公共面積式兩種，前者可以用來測量直線振動位移，后者可用于扭轉(zhuǎn)振動的角位移測定。
4、壓電式振動傳感器
壓電式振動傳感器是利用晶體的壓電效應(yīng)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，晶體元件就會產(chǎn)生相應(yīng)的電荷，電荷數(shù)即可換算為振動參數(shù)。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。
5、電阻應(yīng)變式振動傳感器
電阻應(yīng)變式振動傳感器是以電阻變化量來表達被測物體機械振動量的一種振動傳感器。電阻應(yīng)變式振動傳感器的實現(xiàn)方式很多，可以應(yīng)用各種傳感元件，其中較為常見的是電阻應(yīng)變 。
隨著設(shè)備智能化水平和高可靠性要求的不斷提高，驅(qū)動電機在線狀態(tài)監(jiān)測、位置和轉(zhuǎn)速信號的實時反饋趨向為標配，編碼器、超速開關(guān)、PT00、PTC、振動傳感器等電機附加裝置的應(yīng)用愈來愈普遍。了解這些附加裝置，實現(xiàn)與電機的有機融合，對電機生產(chǎn)廠商至關(guān)重要。下面就近些年來電機上十分常見的振動傳感器與大家做個交流。
振動傳感器在電機制造和試驗環(huán)節(jié)運用的是電機振動測試儀，幾乎每一個電機生產(chǎn)廠家都會用到。
精密工業(yè)生產(chǎn)過程中電機振動參數(shù)反映出機器設(shè)備的不平衡、電氣缺陷、緊固件松動和其它異常現(xiàn)象，引發(fā)的振動問題導(dǎo)致精度下降并帶來安全隱患。
對于大型設(shè)備配套電機，客戶往往會配備振動傳感器。一般傳感器與控制器聯(lián)合使用，通過參數(shù)限定值設(shè)置，電機電源會在異常狀態(tài)時被強行切斷，對電機和設(shè)備起到保護作用。
振動傳感器的作用：振動傳感器
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振動傳感器
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本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項目
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。
在高度發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)中，現(xiàn)代測試技術(shù)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展已成必然發(fā)展趨勢，而測試系統(tǒng)的最前端是傳感器，它是整個測試系統(tǒng)的靈魂，被世界各國列為尖端技術(shù)，特別是近幾年快速發(fā)展的IC技術(shù)和計算機技術(shù)，為傳感器的發(fā)展提供了良好與可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。使傳感器的發(fā)展日新月益，且數(shù)字化、多功能與智能化是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要特征。
中文名
振動傳感器
測試方法
機械式，光學(xué)式，電測
分 類
相對式，電感式，電流式等
別 名
換能器、拾振器
屬 于
一種機電轉(zhuǎn)換裝置
目錄
1
發(fā)展趨勢
2
測試方法
?
機械式
?
光學(xué)式
?
電測
3
接收原理
4
機電變換
5
分類
振動傳感器發(fā)展趨勢
語音
1.引入新技術(shù)發(fā)展新功能
[1]
隨著人們對自然認識的深化，會不斷發(fā)現(xiàn)一些新的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)等。利用這些新的效應(yīng)可開發(fā)出相應(yīng)的新型傳感器，從而為提高傳感器性能和拓展傳感器的應(yīng)用范圍提供新的可能。圖爾克市場技術(shù)部產(chǎn)品經(jīng)理兼技術(shù)支持主管楊德友向記者表示，“目前傳感器界的最大特點就是不斷引入新技術(shù)發(fā)展新功能。”如檢測金屬產(chǎn)品位置的電感式接近開關(guān)，它利用金屬物體接近能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時在被測金屬上形成的渦流效應(yīng)來檢測金屬產(chǎn)品的位置。由于不同金屬渦流效應(yīng)的效果不同，因此不同金屬的檢測距離是不一樣的，尤其是面對各類合金時，普通的電感式接近開關(guān)就顯得力不從心，這就要求生產(chǎn)廠商在提高產(chǎn)品功能上下功夫。由于電感式接近開關(guān)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是在鐵氧體磁芯上繞制線圈作為電感線圈，而鐵氧體磁芯自身的限制使得電感式傳感器不可能在已有的設(shè)計理念下發(fā)展，那么只能在技術(shù)上開發(fā)出可以替代鐵氧體線圈的產(chǎn)品來提高產(chǎn)品的性能。圖爾克公司的電感式接近開關(guān)就摒棄了鐵氧體磁芯，從而去掉了磁芯的限制。這樣在檢測不同金屬時可以通過電路調(diào)節(jié)提高產(chǎn)品的檢測距離，并且全金屬檢測距離無衰減，抗干擾能力也有所提升。2. 利用新材料發(fā)展新產(chǎn)品傳感器材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)，隨著材料科學(xué)的進步，人們可制造出各種新型傳感器。例如用高分子聚合物薄膜制成溫度傳感器，光導(dǎo)纖維能制成壓力、流量、溫度、位移等多種傳感器，用陶瓷制成壓力傳感器。高分子聚合物能隨周圍環(huán)境的相對濕度大小成比例地吸附和釋放水分子。將高分子電介質(zhì)做成電容器，測定電容容量的變化，即可得出相對濕度。利用這個原理制成的等離子聚合法聚苯乙烯薄膜溫度傳感器，具有測濕范圍寬、溫度范圍寬、響應(yīng)速度快、尺寸小、可用于小空間測濕、溫度系數(shù)小等特點。陶瓷電容式壓力傳感器是一種無中介液的干式壓力傳感器。采用先進的陶瓷技術(shù)，厚膜電子技術(shù)，其技術(shù)性能穩(wěn)定，年漂移量的滿量程誤差不超過0.1%，溫漂小，抗過載更可達量程的數(shù)百倍。光導(dǎo)纖維的應(yīng)用是傳感材料的重大突破，光纖傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比有許多特點：靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、耐腐蝕、電絕緣性好、光路可彎曲、便于實現(xiàn)遙測等。而光纖傳感器與集成光路技術(shù)的結(jié)合，加速了光纖傳感器技術(shù)的發(fā)展。將集成光路器件代替原有光學(xué)元件和無源光器件，光纖傳感器又具有了高帶寬、低信號處理電壓、可靠性高、成本低等特點。
振動傳感器測試方法
語音
在工程振動測試領(lǐng)域中，測試手段與方法多種多樣，但是按各種參數(shù)的測量方法及測量過程的物理性質(zhì)來分，可以分成三類。
振動傳感器機械式
將工程振動的參量轉(zhuǎn)換成機械信號，再經(jīng)機械系統(tǒng)放大后，進行測量、記錄，常用的儀器有杠桿式測振儀和蓋格爾測振儀，它能測量的頻率較低，精度也較差。但在現(xiàn)場測試時較為簡單方便。
振動傳感器光學(xué)式
將工程振動的參量轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)放大后顯示和記錄。如讀數(shù)顯微鏡和激光測振儀等。
振動傳感器電測
振動傳感器
[2]
將工程振動的參量轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)電子線路放大后顯示和記錄。電測法的要點在于先將機械振動量轉(zhuǎn)換為電量（電動勢、電荷、及其它電量），然后再對電量進行測量，從而得到所要測量的機械量。這是目前應(yīng)用得最廣泛的測量方法。上述三種測量方法的物理性質(zhì)雖然各不相同，但是，組成的測量系統(tǒng)基本相同，它們都包含拾振、測量放大線路和顯示記錄三個環(huán)節(jié)。1、拾振環(huán)節(jié)。把被測的機械振動量轉(zhuǎn)換為機械的、光學(xué)的或電的信號，完成這項轉(zhuǎn)換工作的器件叫傳感器。2、測量線路。測量線路的種類甚多，它們都是針對各種傳感器的變換原理而設(shè)計的。比如，專配壓電式傳感器的測量線路有電壓放大器、電荷放大器等；此外，還有積分線路、微分線路、濾波線路、歸一化裝置等等。3、信號分析及顯示、記錄環(huán)節(jié)。從測量線路輸出的電壓信號，可按測量的要求輸入給信號分析儀或輸送給顯示儀器（如電子電壓表、示波器、相位計等）、記錄設(shè)備（如光線示波器、磁帶記錄儀、X—Y 記錄儀等）等。也可在必要時記錄在磁帶上，然后再輸入到信號分析儀進行各種分析處理，從而得到最終結(jié)果。
振動傳感器接收原理
語音
振動傳感器 原理
振動傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一，它的作用主要是將機械量接收下來，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有時也稱它為換能器、拾振器等。振動傳感器并不是直接將原始要測的機械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚菍⒃家獪y的機械量做為振動傳感器的輸入量，然后由機械接收部分加以接收，形成另一個適合于變換的機械量，最后由機電變換部分再將變換為電量。因此一個傳感器的工作性能是由機械接收部分和機電變換部分的工作性能來決定的。1、相對式機械接收原理由于機械運動是物質(zhì)運動的最簡單的形式，因此人們最先想到的是用機械方法測量振動，從而制造出了機械式測振儀（如蓋格爾測振儀等）。傳感器的機械接收原理就是建立在此基礎(chǔ)上的。相對式測振儀的工作接收原理是在測量時，把儀器固定在不動的支架上，使觸桿與被測物體的振動方向一致，并借彈簧的彈性力與被測物體表面相接觸，當物體振動時，觸桿就跟隨它一起運動，并推動記錄筆桿在移動的紙帶上描繪出振動物體的位移隨時間的變化曲線，根據(jù)這個記錄曲線可以計算出位移的大小及頻率等參數(shù)。由此可知，相對式機械接收部分所測得的結(jié)果是被測物體相對于參考體的相對振動，只有當參考體絕對不動時，才能測得被測物體的絕對振動。這樣，就發(fā)生一個問題，當需要測的是絕對振動，但又找不到不動的參考點時，這類儀器就無用武之地。例如：在行駛的內(nèi)燃機車上測試內(nèi)燃機車的振動，在地震時測量地面及樓房的振動……，都不存在一個不動的參考點。在這種情況下，我們必須用另一種測量方式的測振儀進行測量，即利用慣性式測振儀。2、慣性式機械接收原理慣性式機械測振儀測振時，是將測振儀直接固定在被測振動物體的測點上，當傳感器外殼隨被測振動物體運動時，由彈性支承的慣性質(zhì)量塊將與外殼發(fā)生相對運動，則裝在質(zhì)量塊上的記錄筆就可記錄下質(zhì)量元件與外殼的相對振動位移幅值，然后利用慣性質(zhì)量塊與外殼的相對振動位移的關(guān)系式，即可求出被測物體的絕對振動位移波形。
振動傳感器機電變換
語音
一般來說，振動傳感器在機械接收原理方面，只有相對式、慣性式兩種，但在機電變換方面，由于變換方法和性質(zhì)不同，其種類繁多，應(yīng)用范圍也極其廣泛。在現(xiàn)代振動測量中所用的傳感器，已不是傳統(tǒng)概念上獨立的機械測量裝置，它僅是整個測量系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，且與后續(xù)的電子線路緊密相關(guān)。由于傳感器內(nèi)部機電變換原理的不同，輸出的電量也各不相同。有的是將機械量的變化變換為電動勢、電荷的變化，有的是將機械振動量的變化變換為電阻、電感等電參量的變化。一般說來，這些電量并不能直接被后續(xù)的顯示、記錄、分析儀器所接受。因此針對不同機電變換原理的傳感器，必須附以專配的測量線路。測量線路的作用是將傳感器的輸出電量最后變?yōu)楹罄m(xù)顯示、分析儀器所能接受的一般電壓信號。因此，振動傳感器按其功能可有以下幾種分類方法：按機械接收原理分：相對式、慣性式；按機電變換原理分：電動式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式；按所測機械量分：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。以上三種分類法中的傳感器是相容的。
振動傳感器分類
語音
相對式電動式傳感器基于電磁感應(yīng)原理，即當運動的導(dǎo)體在固定的磁場里切割磁力線時，導(dǎo)體兩端就感生出電動勢，因此利用這一原理而生產(chǎn)的傳感器稱為電動式傳感器。相對式電動傳感器從機械接收原理來說，是一個位移傳感器，由于在機電變換原理中應(yīng)用的是電磁感應(yīng)定律，其產(chǎn)生的電動勢同被測振動速度成正比，所以它實際上是一個速度傳感器。電渦流式電渦流傳感器是一種相對式非接觸式傳感器，它是通過傳感器端部與被測物體之間的距離變化來測量物體的振動位移或幅值的。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量等優(yōu)點，主要應(yīng)用于靜位移的測量、振動位移的測量、旋轉(zhuǎn)機械中監(jiān)測轉(zhuǎn)軸的振動測量。電感式依據(jù)傳感器的相對式機械接收原理，電感式傳感器能把被測的機械振動參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成為電參量信號的變化。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。電容式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。可變間隙式可以測量直線振動的位移。可變面積式可以測量扭轉(zhuǎn)振動的角位移。慣性式慣性式電動傳感器由固定部分、可動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)電動勢為：u=Blx&r式中B為磁通密度，l為線圈在磁場內(nèi)的有效長度， r x&為線圈在磁場中的相對速度。從傳感器的結(jié)構(gòu)上來說，慣性式電動傳感器是一個位移傳感器。然而由于其輸出的電信號是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，根據(jù)電磁感應(yīng)電律，當線圈在磁場中作相對運動時，所感生的電動勢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來說，感應(yīng)電動勢是同被測振動速度成正比的，所以它實際上是一個速度傳感器。壓電式壓電式加速度傳感器的機械接收部分是慣性式加速度機械接收原理，機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（如人工極化陶瓷、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，它的晶體面或極化面上將有電荷產(chǎn)生，這種從機械能（力，變形）到電能（電荷，電場）的變換稱為正壓電效應(yīng)。而從電能（電場，電壓）到機械能（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)，可以制成測力傳感器，在振動測量中，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。壓電式力在振動試驗中，除了測量振動，還經(jīng)常需要測量對試件施加的動態(tài)激振力。壓電式力傳感器具有頻率范圍寬、動態(tài)范圍大、體積小和重量輕等優(yōu)點，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與外力成正比。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測量激振力的同時測量該點的運動響應(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)點是，保證測量點的響應(yīng)就是激振點的響應(yīng)。使用時將小頭（測力端）連向結(jié)構(gòu)，大頭（測量加速度）與激振器的施力桿相連。從“力信號輸出端”測量激振力的信號，從“加速度信號輸出端”測量加速度的響應(yīng)信號。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)、機械部件以及材料試樣的測量。無論是力傳感器還是阻抗頭，其信號轉(zhuǎn)換元件都是壓電晶體，因而其測量線路均應(yīng)是電壓放大器或電荷放大器。電阻應(yīng)變式電阻式應(yīng)變式傳感器是將被測的機械振動量轉(zhuǎn)換成傳感元件電阻的變化量。實現(xiàn)這種機電轉(zhuǎn)換的傳感元件有多種形式，其中最常見的是電阻應(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，試件受力變形，應(yīng)變片原長變化，從而應(yīng)變片阻值變化，實驗證明，在試件的彈性變化范圍內(nèi)，應(yīng)變片電阻的相對變化和其長度的相對變化成正比。激光激光傳感器利用激光技術(shù)進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等，極適合于工業(yè)和實驗室的非接觸測量應(yīng)用。
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振動傳感器分類有哪幾種？依據(jù)是什么？
在高度發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)中，現(xiàn)代測試技術(shù)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展已成必然發(fā)展趨勢，而測試系統(tǒng)的最前端是傳感器，它是整個測試系統(tǒng)的靈魂，被世界各國列為尖端技術(shù)，特別是近幾年快速發(fā)展的IC技術(shù)和計算機技術(shù)，為傳感器的發(fā)展提供了良好與可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。使傳感器的發(fā)展日新月益，且數(shù)字...
2021-03-010
富昌電子
富昌電子（上海）有限公司
ST 意法 – 適用于監(jiān)視工業(yè)機械狀態(tài)的數(shù)字振動傳感器
意法半導(dǎo)體的IIS3DWB是一款三軸數(shù)字振動傳感器系統(tǒng)級封裝，可在很寬的帶寬范圍內(nèi)提供低噪聲、穩(wěn)定且可重復(fù)的靈敏度。IIS3DWB可在高達105°C 的擴展溫度范圍內(nèi)運行，非常適用于工業(yè)應(yīng)用中的振動監(jiān)測。它結(jié)合了高性能、低功耗，以及FIFO和中斷等數(shù)字功能，可幫助開發(fā)人員成...
2020-05-280
科技生活觀點
每日推送科技資訊 歡迎關(guān)注
安防最新黑科技--智能聲音振動傳感器
...
2021-04-010
雕爺學(xué)編程
專注Arduino開源硬件擴展應(yīng)用
「Arduino」37種傳感器系列實驗（4）——振動傳感器模塊
37款傳感器的提法，在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳，其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器，依照實踐（動手試試）出真知的理念，以學(xué)習(xí)和交流為目的，這里準備逐一做做實驗，不管能否成功，都會記錄下來---小小的進步或是搞不掂的問題，希望能夠拋磚...
2019-07-270
韋克威科技
深圳韋克威科技有限公司
測試振動傳感器的方法
振動測試包括兩方面的內(nèi)容：第一，測量工作機械或結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)下存在的振動，如測量振動位移、速度、加速度、頻率和相位等參數(shù)，了解被測對象的振動狀態(tài)評定等級和尋找振源，以及進行監(jiān)測、分析、診斷和預(yù)測；第二，對機械設(shè)備或結(jié)構(gòu)施加某種激勵，測量其受迫振動，以便求得被測對象的振動力學(xué)...
2021-07-220
參考資料
1.
振動傳感器種類、原理及發(fā)展趨勢
．百度文庫．2008-06-17[引用日期2015-02-15]
2.
振動傳感器
振動傳感器的作用：振動傳感器是干什么的_振動傳感器工作原理介紹
在高度發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)中，現(xiàn)代測試技術(shù)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展已成必然發(fā)展趨勢，而測試系統(tǒng)的最前端是傳感器，它是整個測試系統(tǒng)的靈魂，被世界各國列為尖端技術(shù)，特別是近幾年快速發(fā)展的IC技術(shù)和計算機技術(shù)，為傳感器的發(fā)展提供了良好與可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。使傳感器的發(fā)展日新月益，且數(shù)字化、多功能與智能化是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要特征。
振動傳感器是干什么的
振動傳感器主要監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機械的振動情況，每種設(shè)備都有自己的振動標準，超過振動值，表明機器出現(xiàn)故障，所以振動傳感器是起到對振動的保護作用。
振動傳感器分為磁電式與壓電式兩種，磁電式的結(jié)構(gòu)簡單、價格較低，但精度較差，現(xiàn)在常用的是壓電式的傳感器，測量精度較高。
振動傳感器首先感應(yīng)振動加速度，經(jīng)過積分得到速度，二次積分得到位移，但加速度和位移會受頻率的影響，同時國家振動標準稱為振動烈度，也就是振動速度的有效值，所以，通常監(jiān)測振動速度。
振動傳感器工作原理介紹
1 振動參數(shù)分類及特性
振動傳感器是由彈簧、阻尼器及慣性質(zhì)量塊組成的單自由振蕩系統(tǒng)。利用質(zhì)量塊的慣性在慣性空間建立坐標，測定相對大地或慣性空間的振動加速度。它通過其中的換能元件，將機械振動轉(zhuǎn)換為便于傳遞、變換、處理和儲存的電信號。
振動傳感器形式有很多種，常見的分類如圖1所示。
1.1 壓電式振動傳感器的測試原理
壓電式振動傳感器是試驗機振動測試常用的傳感器之一。相應(yīng)標準提出了振動加速度測量傳感器改裝要求，但是往往因為對其中的概念理解不透，造成一些不合理的安裝方式，在一定程度上影響了測試精度。
要正確理解和貫徹標準要求，必須了解有關(guān)背景知識，如傳感器的測試原理、構(gòu)造和基本特性等方面。
一些介質(zhì)在沿一定方向上施加機械壓力而產(chǎn)生變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時其表面產(chǎn)生電荷，當外力去掉以后，材料內(nèi)部的電場和表面電荷也隨之消失，這種特性稱為壓電效應(yīng)。壓電式振動傳感器是利用這一特性，把基體感受到的機械振動轉(zhuǎn)化為電能量輸出。
1.2 典型壓電式振動傳感器的基本構(gòu)造
壓電式振動傳感器的典型結(jié)構(gòu)如圖2所示。
壓電晶體被壓緊在質(zhì)量塊和基體之間，當加速度計感受振動時，質(zhì)量塊施加一個振動力于壓電晶體上，壓電晶體中產(chǎn)生可變電勢。通過適當?shù)脑O(shè)計，可以保證在一定的頻率范圍內(nèi)輸入加速度與輸出電勢成比例。
1.3 壓電式振動傳感器的特性
1.3.1 頻率響應(yīng)
Mm是壓在敏感元件上的質(zhì)量塊的質(zhì)量；Mb是加速度計基體及殼體的質(zhì)量；K是Mm與Mb間的系統(tǒng)的等效剛度。這一系統(tǒng)的自然頻率為：
fo=fm
式中fm為質(zhì)量Mm在彈簧K上的自然頻率。
根據(jù)振動理論：fm=。
假設(shè)加速度計剛性安裝在比它重的多的結(jié)構(gòu)上，此時Mm/Mb→0，fo→fm。從而得到加速度計的上限響應(yīng)頻率為fm。
壓電式振動傳感器能夠精確地檢測寬范圍的動態(tài)加速度，因此可以用來測量瞬態(tài)沖擊過程外， 還可用來測量正弦振動和隨機振動。但是，壓電式振動傳感器不適用于穩(wěn)態(tài)測量的場合，例如地球引力、慣性制導(dǎo)或諸如發(fā)動機加速度及制動等緩慢變化的瞬態(tài)過程。
1.3.2 靈敏度
加速度計的靈敏度定義為電輸出與機械輸入之比。從傳感器結(jié)構(gòu)可知，靈敏度是有方向性的。由于傳感器的制造誤差，其最大靈敏度方向與幾何軸不一致，最大靈敏度矢量可分解成軸向靈敏度和橫向靈敏度兩部分。
真正代表壓電式振動傳感器靈敏度的是電荷靈敏度，它不受傳感器內(nèi)部電容變化和電纜長度變化的影響，只取決于壓電材料的壓電常數(shù)，一般電荷靈敏度每年下降小于1%。
壓電式振動傳感器實質(zhì)上是固態(tài)器件，它們非常堅固和耐用，在誤用的情況下一般也不會引起損壞。在傳感器內(nèi)部，沒有調(diào)整部件，增加了傳感器的可靠性和可重復(fù)性，能夠用于極其惡劣的環(huán)境下。
2 壓電式振動傳感器的改裝要求與測量精度
2.1 振動加速度測量傳感器的改裝要求
相應(yīng)標準規(guī)定了振動加速度測量傳感器的通用改裝要求：
（1）傳感器測量軸與被測軸線平行，橫向靈敏軸應(yīng)避開側(cè)向加速度最大的方向。
（2）傳感器安裝支架質(zhì)量小，剛度好，接觸面接觸彈簧的自然頻率至少大于傳感器自然頻率的五倍。
（3）單極性傳感器應(yīng)與支架絕緣安裝。
2.2 影響測量精度的因素
（1）安裝剛度不足會降低響應(yīng)頻率及使用范圍的上限，這一影響在高頻測量中尤其顯著。
標準規(guī)定“接觸面接觸彈簧的自然頻率至少大于傳感器自然頻率的五倍”；這對傳感器安裝支架的剛度及安裝面的接觸剛度提出了很高的要求。若傳感器直接安裝在被測結(jié)構(gòu)上，其接觸彈簧的自然頻率可按接觸彈簧靜態(tài)變形求得：
fm=
因傳感器的質(zhì)量力一般很小，而接觸彈簧剛度趨于無窮大；因此變形δ極小，接觸頻率可以滿足標準要求。
若傳感器通過轉(zhuǎn)接支架安裝在被測結(jié)構(gòu)上，則必須同時考慮支架剛度及兩個接觸面的接觸剛度，并要在滿足安裝剛度要求的前提下盡量減小支架的質(zhì)量。若傳感器與支架絕緣安裝，采用絕緣螺樁及云母墊片可以獲得最大安裝剛度。
（2）安裝支架質(zhì)量太大，其質(zhì)量載荷改變了結(jié)構(gòu)的原有振動，導(dǎo)致測量結(jié)果失真；如果是在較輕或較薄的結(jié)構(gòu)上測振，這一影響不可忽視。
（3）安裝方向偏離傳感器的校準狀態(tài)，傳感器軸向靈敏度軸方向與要求的測量方向應(yīng)盡可能一致，一旦偏離將導(dǎo)致軸向響應(yīng)降低，而橫向響應(yīng)增大加速度計應(yīng)當安裝在平坦、干凈的表面上，橫向靈敏軸（在殼體上以紅點標出）應(yīng)避開側(cè)向加速度最大的方向。
（4）螺栓擰緊不當，螺栓擰入基體太深，引起基體拱彎變形，從而產(chǎn)生額外的電輸出。擰緊力矩要適當，過大會損壞螺紋，太小將影響安裝剛度。
2.3 壓電式振動傳感器的典型安裝方式和關(guān)鍵點
壓電式振動傳感器有金屬螺栓安裝、對地絕緣轉(zhuǎn)換螺栓連接、膠粘劑粘接和磁鐵轉(zhuǎn)換吸盤連接四種安裝方式，其中金屬螺栓安裝和膠粘劑粘接最為常見。利用鋼制螺樁把傳感器固定在拋光的金屬面上，這種方式可以得到最高的響應(yīng)頻率，其它的安裝方式會降低響應(yīng)頻率。
要做到數(shù)據(jù)結(jié)論準確，首先要正確使用和安裝傳感器。在設(shè)計振動傳感器支架、緊固件及實施安裝時應(yīng)遵循以下幾點：
（1）了解所測參數(shù)的基本情況，如振動加速度的振幅、頻率范圍；
（2）了解傳感器的結(jié)構(gòu)形式和特性，包括傳感器質(zhì)量，自然頻率，安裝尺寸等；
（3）根據(jù)被測結(jié)構(gòu)的具體情況確定傳器的安裝方式，對低頻測量應(yīng)重點考慮附加質(zhì)量對測量結(jié)果的影響；對高頻測量則應(yīng)保證安裝剛度符合標準要求；
（4）傳感器及轉(zhuǎn)接支架的安裝接觸面應(yīng)平整、光滑，以保證傳感器安裝精度和剛度；
（5）仔細調(diào)整傳感器的安裝方向。使軸向靈敏軸與所要測量方向一致，橫向靈敏軸應(yīng)避開側(cè)向加速度最大的方向；
（6）控制螺栓擰入深度及擰緊力矩，適當?shù)臄Q緊力矩為1.8N?m。
3 結(jié)論
為了得到最真實、可靠的被試數(shù)據(jù)，需要深度挖掘試驗的各個環(huán)節(jié)；本文從改裝環(huán)節(jié)剖析了一型振動傳感器的相關(guān)特性并由此提出了改裝關(guān)鍵點，以便能夠更好、更真實的得出試驗數(shù)據(jù)為被試對象提供數(shù)據(jù)支持。
振動傳感器的作用：振動傳感器是干什么的？
震動變送器一般是指前置器，傳感器是指探頭，兩者是結(jié)合使用的，壞了其中一個的話，原則上是要整組換掉的。
你說的是振動測試吧，一般都是通過加速度傳感器或者位移傳感器來測量振動的
振動傳感器振動傳感器是用于檢測沖擊力或者加速度的傳感器，通常使用的是加上應(yīng)力就會產(chǎn)生電荷的壓電器件，也有采用別的材料和方法可以進行檢測的傳感器。 應(yīng)用范圍也極其廣泛。振動傳感器在機械接收原理方面，只有相對式、慣性式兩種，但在機電變換方面，由于變換方法和性質(zhì)不同，其種類繁多，應(yīng)用范圍也極其廣泛。
振動傳感器主要監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機械的振動情況，每種設(shè)備都有自己的振動標準，超過振動值，表明機器出現(xiàn)故障，所以振動傳感器是起到對振動的保護作用。
振動傳感器分為磁電式與壓電式兩種，磁電式的結(jié)構(gòu)簡單、價格較低，但精度較差，現(xiàn)在常用的是壓電式的傳感器，測量精度較高。
振動傳感器首先感應(yīng)振動加速度，經(jīng)過積分得到速度，二次積分得到位移，但加速度和位移會受頻率的影響，同時國家振動標準稱為振動烈度，也就是振動速度的有效值，所以，通常監(jiān)測振動速度。
我專做振動的，有問題可隨時溝通。
