振动测量传感器ppt课件.ppt

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1、资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值第二部分振动测量传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值振动传感器的分类按物理过程发电式电动式磁电式压电式电磁感应原理电参数电阻式电感式电容式压阻式资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值按力学过程惯性式（质量-弹簧）无参照系接触式（跟随）有参照系非接触式（电涡流、激光、光电）振动传感器的分类资金是运

2、动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值按被测参数位移传感器速度传感器加速度传感器力传感器应变传感器扭振传感器扭矩传感器振动传感器的分类资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值惯性式传感器工作原理力学模型如图所示。图中y1、y0、y01分别表示壳体绝对位移、质块的绝对位移和壳体与质块的相对位移。测试时，壳体和被测物体联接（用胶接或机械方法），当传感器外壳跟随振动物体振动时，其内部质量与外壳之间产生相对运动。适当选取传感器的结构参数，所测

3、结果将分别反映振动问题的位移、速度和加速度资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值运动方程强迫振动解为其中惯性式传感器则资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值惯性式传感器对的讨论表明质块和壳体的相对运动（输出）和基础的振动（输入）近乎相等，即表明质块在惯性座标中几乎处于静止状态作为加速度计的条件作为位移计的条件（应用于动圈式速度传感器的设计）1当时，即被测频率远高于传感器固有频率时2当时，即被测频率远低于传感器固有频率时资金是

4、运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值阻尼对惯性位移计幅频特性的影响惯性式传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值惯性式传感器阻尼对惯性加速度传感器幅频特性的影响资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值惯性式传感器阻尼对惯性传感器相频特性的影响资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金

5、就是原有资金的时间价值电磁感应式速度传感器分类运动导体切割磁力线产生感应电动式电动式速度传感器磁电式速度传感器导体不动，穿过导体的磁力线数发生变化，导体两端产生感应电动式资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值电动式速度传感器-相对式速度传感器1顶杆2弹簧片3磁钢4线圈5引出线6壳体用来测量振动系统中两部件之间的相对振动速度，壳体固定于一部件上，而顶杆与另一部件相连接。从而使传感器内部的线圈与磁钢产生相对运动，产生相应的电动势来。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值

6、，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值特点：1、可测量频率从零赫兹开始的相对振动量；2、使用频率上限由接触杆与被测物体表面的接触共振频率决定，或者由连杆和线圈骨架组成的轴向固有频率决定；3、输入与输出之间的相移基本为零；4、附加质量不大；5、对被测物体有附加刚度。电动式速度传感器-相对式速度传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值使用使用应注意的注意的问题电动式速度传感器-相对式速度传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金

7、的时间价值电动式速度传感器惯性式速度传感器a单磁隙结构b双磁隙结构c动磁钢结构结构：资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值支撑弹簧电动式速度传感器惯性式速度传感器弹簧片除了提供簧片除了提供弹性恢复力外，性恢复力外，还对可可动部件起部件起导向作用。良好的向作用。良好的弹簧片其簧片其刚度非度非线性性应很小，很小，弹簧片本身作簧片本身作为弹性体振性体振动的的频率要率要足足够高，并且高，并且还应具有具有较强的抗的抗侧向失向失稳能力。能力。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增

8、值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值双磁隙结构与工作原理1弹簧2壳体3阻尼环4磁钢5线圈6芯轴在在测振振时，传感器固定于被感器固定于被测系系统，磁，磁钢4 4与壳体与壳体2 2一起随被一起随被测系系统的的振振动而振而振动，惯性性质量由装在芯量由装在芯轴6 6上的上的线圈圈5 5和阻尼和阻尼环3 3组成，并在成，并在磁磁场中运中运动。弹簧片簧片1 1径向径向刚度很大、度很大、轴向向刚度很小，使度很小，使惯性系性系统既既得到可靠的径向支承，又保得到可靠的径向支承，又保证有很低的有很低的轴向固有向固有频率。阻尼率。阻尼环一方面一方面可增加可增加惯性系性系统质量，降低固有量，降低固有频率，另一

9、方面在磁率，另一方面在磁场中运中运动产生的生的阻尼力使振阻尼力使振动系系统具有合理的阻尼具有合理的阻尼.电动式速度传感器-惯性式速度传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值力学模型与运动方程电动式速度传感器惯性式速度传感器机械接收部分机电变换部分当时资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值阻尼的实现1 1、扩展速度拾振器的工作展速度拾振器的工作频率下限，一般采用率下限，一般采用=0.5-0.7=0.5-0.7的的 阻尼阻尼

10、比，在幅比，在幅值误差不超差不超过5%5%的情况下，工作下限可的情况下，工作下限可扩展到展到22、有助于迅速衰减意外瞬、有助于迅速衰减意外瞬态扰动所引起的瞬所引起的瞬态振振动。33、使、使传感器的相感器的相频特性在工作特性在工作频率范率范围内基本保持比例相移内基本保持比例相移电动式速度传感器惯性式速度传感器1、油阻尼、油阻尼 2、电涡流阻尼流阻尼 3、电磁阻尼磁阻尼阻尼的作用阻尼的作用资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值惯性式速度传感器的特点1、测量的是量的是绝对速度振速度振动量；量；2 2、频率下限受固有

11、率下限受固有频率限制，不能到零。率限制，不能到零。频率率上限受安装共振上限受安装共振频率及率及线圈阻抗特性限制；圈阻抗特性限制；3 3、全部、全部质量都附加量都附加给被被测物体；物体；4 4、灵敏度高、信噪比、灵敏度高、信噪比强；5 5、输出阻抗小，且出阻抗小，且输出直接是出直接是电压量，可直接量，可直接测量；量；6 6、横向灵敏度、横向灵敏度较小，小，频率范率范围较宽电动式速度传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值磁电式速度传感器结构振动物体变换过程物体与物体与传感器感器的相的相对运运动空气空气间隙隙

12、变化化穿穿过线圈的磁圈的磁通量通量变化化产生生感感应电动式式输入与入与输出关系式出关系式资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值磁磁电式速度式速度传感器的特点感器的特点1、非接触型，非接触型，对被被测体无附加体无附加质量和量和刚度；度；2 2、灵敏度不等于常数，与、灵敏度不等于常数，与间隙、振隙、振动物体的物体的大小、材料形状等有关，受大小、材料形状等有关，受测量物体表面量物体表面电涡流影响；流影响；3 3、动态幅幅值不是不是线性，只有当被性，只有当被测物体位移物体位移远小于空气小于空气间隙隙时，它的幅，它的幅

13、值才基本上才基本上维持持线性性磁电式速度传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式加速度式加速度传感器感器压电式加速度式加速度计的的结构构(a)中心安装压缩型(b)环形剪切型(c)三角剪切型资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值在在图中中，S S是是弹簧，簧，M M是是质块，B B是基座，是基座，P P是是压电元件，元件，R R是是夹持持环。图a a是中央安装是中央安装压缩型型，压电元件元件 质量量块 弹簧系簧系统装

14、在装在圆形中心支柱上，支柱与基座形中心支柱上，支柱与基座连接。接。这种种结构有高的共振构有高的共振频率。然率。然而基座而基座B B与与测试对象象连接接时，如果基座，如果基座B B有有变形形则将直接影响拾振将直接影响拾振器器输出。此外，出。此外，测试对象和象和环境温度境温度变化将影响化将影响压电元件，并使元件，并使预紧力力发生生变化，化，易引起温度漂移。易引起温度漂移。图b b为环形剪切型形剪切型，结构构简单，能做成极小型、高共振，能做成极小型、高共振频率的加速度率的加速度计，环形形质量量块粘到装粘到装在中心支柱上的在中心支柱上的环形形压电元件上。由于粘元件上。由于粘结剂会随温度增高而会随温度增

15、高而变软，因此最高工作温度受到限制。，因此最高工作温度受到限制。图c c为三角剪切形三角剪切形，压电元件元件由由夹持持环将其将其夹牢在三角形中心柱上。加速度牢在三角形中心柱上。加速度计感受感受轴向振向振动时，压电元件承元件承 受切受切应力。力。这种种结构构对底座底座变形和温度形和温度变化有极好化有极好的隔离作用，有的隔离作用，有较高的共振高的共振频率和良好的率和良好的线性。性。各种结构特点压电式加速度式加速度传感器感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式加速度计的敏感元件天然石英晶体天然石英晶体机械机

16、械强度高，度高，绝缘性能性能好，好，压电常数在常数在500500度以度以下不随温度下不随温度变化，但化，但压电常数低。常数低。压电常数大，比石英晶体大几常数大，比石英晶体大几十倍，但十倍，但压电常数常数稳定性差，定性差，受温度影响大，当超受温度影响大，当超过居里温居里温度度时，压电效效应就会消失。就会消失。正正压电效效应压电元件在一定方向的外力作用下元件在一定方向的外力作用下或施加机械或施加机械变形形时，在，在压电元件的元件的晶面或极化面上将晶面或极化面上将产生生电荷荷。在在压电元件表面通一元件表面通一电压，由，由于于电场的作用，的作用，压电元件将元件将产生几何生几何变形。形。逆逆压电效效应人

17、工极化陶瓷人工极化陶瓷压电晶晶体体压电效效应压电式加速度式加速度传感器感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式加速度式加速度传感器感器石英晶体的石英晶体的压电效效应理想形状：中理想形状：中间为六棱柱，两端六棱柱，两端为对称的棱称的棱锥，共，共3030个晶面。个晶面。光光轴电轴机械机械轴光光轴：zz轴，与晶体，与晶体纵轴方向一致。方向一致。光光线沿沿zz轴方向通方向通过晶体不晶体不发生双折生双折射。沿光射。沿光轴的作用力不的作用力不产生生压电效效应，故又称故又称为中性中性轴。资金是运动的价值，资金的价值

18、是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式加速度式加速度传感器感器电轴：xx轴，通，通过两个相两个相对的六角棱的六角棱线并垂直于光并垂直于光轴的的轴线。垂直于此。垂直于此轴的晶面上有最的晶面上有最强的的压电效效应。机械机械轴：y y轴，垂直于，垂直于x x轴和和z z轴所在平面的所在平面的轴线。在。在电场作用下，作用下，y y轴具有最明具有最明显的机械的机械变形。形。石英晶体的石英晶体的压电效效应石英晶体石英晶体z z轴仅一个，一个，x x轴和和y y轴各有各有3 3个。个。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函

19、数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式加速度式加速度传感器感器压电效效应模型模型 纵向向压电效效应：沿：沿x x轴加力，加力，电荷出荷出现在垂直于在垂直于x x轴的表面。的表面。横向横向压电效效应：沿：沿yy轴加力，加力，电荷仍出荷仍出现在垂直于在垂直于xx轴的表面。的表面。切向切向压电效效应：沿：沿x x轴或或y y轴施加垂直于施加垂直于z z轴的剪切力，在垂直于的剪切力，在垂直于x x轴的的 晶体表面晶体表面产生生电荷。荷。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式加速度

20、式加速度传感器感器压电式式传感器及其等效感器及其等效电路路在在压电晶片的两个工作面上晶片的两个工作面上进行金属蒸行金属蒸镀，形，形成金属膜，构成两个成金属膜，构成两个电极。当极。当压电晶片受到晶片受到压力力F F的作用的作用时，分，分别在两个极板上在两个极板上积聚数量相等聚数量相等而极性相反的而极性相反的电荷，形成荷，形成电场。压电元件的开元件的开路路电压：压电元件的开路元件的开路电压：资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式加速度式加速度传感器感器压电式式传感器及其等效感器及其等效电路路若考若考虑负载（

21、测量量电路），等效路），等效电路如下：路如下：假假设一恒定力一恒定力F F作用于作用于压电器件，器件，产生生电量量q q，则输出出电压：其中，其中，CcCc、CiCi分分别为电缆寄生寄生电容及后容及后续测量量电路的路的输入入电容。容。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式加速度式加速度传感器感器压电式式传感器的使用感器的使用由于由于电荷泄漏，静荷泄漏，静态测量或准静量或准静态量量值时,必必须采采取一定措施取一定措施,使使电荷从荷从压电元件元件经测量量电路的漏失路的漏失减小到足减小到足够小的程度；小的程度

22、；动态测量量时,电荷可以不断荷可以不断补充充,从而供从而供给测量量电路一定的路一定的电流流,故故压电式式传感器感器适宜作适宜作动态测量量。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式加速度式加速度传感器感器压电元件的串接元件的串接压电式式传感器有感器有电荷及荷及电压两种两种输出方式。出方式。为了增大了增大输出出值，压电传感器往往用两个（感器往往用两个（较多多见）或两个以上的晶体串接或）或两个以上的晶体串接或并接：并接：nn个晶体串接个晶体串接时，输出出电荷量与荷量与单片晶体片晶体电荷相同，荷相同，总电容容为单

23、片晶体片晶体电容的容的1/1/n n，输出出电压为单片晶体片晶体电压的的n n倍。倍。串接串接时，输出出电压大、大、电容小、容小、时间常数常数小，适宜小，适宜测量迅量迅变信号和以信号和以电压输出的出的场合。合。FFa)串串联资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式加速度式加速度传感器感器压电元件的并接元件的并接n n个晶体并接个晶体并接时，输出出电荷量荷量为单片晶体片晶体电荷荷nn倍，倍，总电容容为单片晶体片晶体电容容nn倍，倍，输出出电压等于等于单片晶体片晶体电压。并接并接时，输出出电荷量大、荷量大、电

24、容大、容大、时间常数大，适宜常数大，适宜测量量缓变信号和以信号和以电荷荷输出的出的场合。合。FFb)并并联资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值振动物体压电式加速度计的特性分析1、力学模型力学模型中心中心压缩型型2、机机电转换过程程惯性性接收接收压电变换物理量物理量转换当当传感器跟随物体运感器跟随物体运动时，惯性接收部分将被性接收部分将被测的加速度的加速度接收接收为相相对于底座的相于底座的相对振振动位移位移，于是，于是压电晶晶体片受到体片受到的的动态力，然后由力，然后由压电正效正效应变换为作作用在晶体面上的用

25、在晶体面上的电荷荷。3、输入与入与输出关系式出关系式压电式加速度式加速度传感器感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值4、特性参数特性参数灵敏度灵敏度电荷灵敏度荷灵敏度电压灵敏度灵敏度其中其中（开路开路电压）（极（极间电容）容）动态范范围最小可最小可测振振级主要受主要受测量量仪器的噪声器的噪声电平限制平限制最大可最大可测振振级主要受主要受传感器的感器的强度及非度及非线性因素限制性因素限制压电式加速度式加速度传感器感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的

26、这部分资金就是原有资金的时间价值频率特性率特性加速度加速度计的使用上限的使用上限频率取决于幅率取决于幅频曲曲线中的共振中的共振频率。一般阻尼率。一般阻尼比小于比小于0.10.1的加速度的加速度计，上限，上限频率若取率若取为共振共振频率的率的1/31/3，便可保，便可保证幅幅值误差低于差低于1dB1dB（即（即12%12%）；若取）；若取为共振共振频率的率的1/51/5，则可保可保证幅幅值误差小于差小于0.5dB0.5dB（即（即6%6%），相移小于），相移小于3 3度。但共振度。但共振频率与加速度率与加速度计的的安装有关，加速度安装有关，加速度计出厂出厂时给出的幅出的幅频曲曲线是在是在刚性性连

27、接的固定情接的固定情况下得到的。况下得到的。实际使用的固定方法往往使用的固定方法往往难于达到于达到刚性性连接，因而共接，因而共振振频率和使用上限率和使用上限频率都会有所下降。率都会有所下降。横向灵敏度横向灵敏度环境特性境特性温度，湿度，磁温度，湿度，磁场等等小于小于5%5%固有固有频率、灵敏度和率、灵敏度和动态范范围相互制相互制约压电式加速度式加速度传感器感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值5、加速度加速度计的固定方法的固定方法其中其中图a a采用采用钢螺栓固定，螺栓固定，是共振是共振频率能达到出厂共振

28、率能达到出厂共振频率的最好方法。螺栓不得率的最好方法。螺栓不得全部全部拧入基座螺孔，以免引入基座螺孔，以免引起基座起基座 变形，影响加速度形，影响加速度计的的输出。在安装面上涂一出。在安装面上涂一层硅脂可增加不平整安装表硅脂可增加不平整安装表面的面的连接可靠性。接可靠性。需要需要绝缘时可用可用绝缘螺栓和云母螺栓和云母垫片来固定加速度片来固定加速度计（图b b），但），但垫圈圈应尽量尽量簿。用一簿。用一层簿蜡把加速度簿蜡把加速度计粘在粘在试件平整表面上（件平整表面上（图c c），也可用于温度低于），也可用于温度低于4040以下的以下的场合。手持探合。手持探针测振方法（振方法（图d d）在多点）在

29、多点测试时使用特使用特别方便，但方便，但测量量误差差较大，重复性差，使用上限大，重复性差，使用上限频率一般不高于率一般不高于1000Hz1000Hz。用。用专用永久磁用永久磁铁固定加速度固定加速度计（图e e），使用方便，多在低），使用方便，多在低频测量中使用。此法也可使加速量中使用。此法也可使加速度度计与与试件件绝缘。用硬性粘接螺栓（。用硬性粘接螺栓（图f f）或粘接或粘接剂（图g g）的固定方法也）的固定方法也长使用。某种典型的加速度使用。某种典型的加速度计采用上述各种固定方法的共振采用上述各种固定方法的共振频率分率分别约为：钢螺栓固定法螺栓固定法31kHz31kHz，云母，云母垫片片28

30、kHz28kHz，涂簿蜡，涂簿蜡层29kHz29kHz，手持法，手持法2kHz2kHz，永久磁，永久磁铁固定法固定法7kHz7kHz。压电式加速度式加速度传感器感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值6、加速度加速度计的接地的接地问题 注意：注意：单点接地点接地压电式加速度式加速度传感器感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值7、加速度加速度计的前置放大器的前置放大器压电式式传感器的前置放大器有：感器的前置放大器有：电压

31、放大器和放大器和电荷放大器。所用荷放大器。所用电压放大器就是高放大器就是高输入阻抗的比例放大器。其入阻抗的比例放大器。其电路比路比较简单，但，但输出受出受连接接电缆对地地电容的影响，适用于一般振容的影响，适用于一般振动测量。量。电荷放大器以荷放大器以电容作容作负反反馈，使用中基本不受，使用中基本不受电缆电容的影响。在容的影响。在电荷放大器中，通常用荷放大器中，通常用高高质量的元器件，量的元器件，输入阻抗高，但价格也比入阻抗高，但价格也比较贵.8、电荷放大器作用荷放大器作用阻抗阻抗变换物理量物理量转换输出出归一化一化压电式加速度式加速度传感器感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，

32、是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值9、压电加速度加速度计的的类型型低阻抗低阻抗电压模式模式目前大部分目前大部分压电式加速度式加速度计在壳体在壳体内都集成放大器，由它来完成阻抗内都集成放大器，由它来完成阻抗变换的功能。的功能。这类内装集成放大器内装集成放大器的加速度的加速度计可使用可使用长电缆而无衰减，而无衰减，并可直接与大多数通用的并可直接与大多数通用的仪表、表、计算机等算机等连接。一般采用接。一般采用2 2线制，即制，即用用2 2根根电缆给传感器供感器供给2210mA10mA的恒流的恒流电源，而源，而输出信号也由出信号也由这2 2根根电缆输出，大大方便

33、了出，大大方便了现场的接的接线。智能式智能式内置芯片，出厂内置芯片，出厂时，将，将传感器的感器的序列号，生序列号，生产厂厂家，灵敏度等参家，灵敏度等参数数储存在芯片里，存在芯片里，分析分析仪可直接可直接识别出出这些参数，些参数，这对多点多点测量非量非常方便常方便。高阻抗高阻抗电荷模式荷模式输出阻抗很出阻抗很高，必高，必须接接前置放大器，前置放大器，但但环境适境适应性性强，尤其，尤其适合于高低适合于高低温，高冲温，高冲击试验场合合。压电式加速度式加速度传感器感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1010、压

34、电加速度加速度计的低的低频特性特性 从从压电式式传感器的力学模型看，它具有感器的力学模型看，它具有“低通低通”特性，原可特性，原可测量极低量极低频的振的振动。但。但实际上由于低上由于低频尤其小振幅振尤其小振幅振动时，加速度加速度值小，小，传感器的灵敏度有限，因此感器的灵敏度有限，因此输出的信号将很微出的信号将很微弱，信噪比很低；另外弱，信噪比很低；另外电荷的泄漏，荷的泄漏，积分分电路的漂移（用于路的漂移（用于测振振动速度和位移）、器件的噪声都是不可避免的，所以速度和位移）、器件的噪声都是不可避免的，所以实际低低频端也出端也出现“截止截止频率率”，约为0.10.11Hz1Hz左右。左右。1111

35、、压电加速度加速度计的特点与的特点与应用用 具有具有动态范范围大、大、频率范率范围宽、坚固耐用、受外界干固耐用、受外界干扰小以小以及及压电材料受力自材料受力自产生生电荷信号不需要任何外界荷信号不需要任何外界电源等特点，源等特点，是最是最为广泛使用的振广泛使用的振动测量量传感器感器压电式加速度式加速度传感器感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压阻式加速度阻式加速度传感器的感器的结构构压阻式加速度传感器（1）（3）分体型压阻式与固态压阻式1 1、体型、体型压阻式阻式（2）资金是运动的价值，资金的价值是随时间

36、变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值2、固固态压阻式阻式压阻式加速度传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压阻式加速度传感器工作原理工作原理优点点应用用缺点缺点通常采用通常采用悬臂梁式臂梁式结构构实现其其惯性接收，再利用半性接收，再利用半导体材料体材料的的压阻效阻效应将正比于加速度的将正比于加速度的应力力转换为电阻阻值的的变化。化。灵敏度高，具有零灵敏度高，具有零频率响率响应适合适合测量持量持续时间较长的慢的慢变冲冲击过程及特低程及特低频率振率振动过程

37、程由于半由于半导体片体片对温度非常敏感，温度非常敏感，必必须在在传感器内部有温度感器内部有温度补偿措施措施半半导体材料由于体材料由于内部内部应力力场而引而引起各点的起各点的电阻率阻率变化的化的现象，象，单晶硅的晶硅的压阻效阻效应特特别显著，比一著，比一般金属材料灵敏般金属材料灵敏度高度高50-10050-100倍倍。压阻效阻效应资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值伺服式加速度传感器结构构内部有两套机内部有两套机电变换装置，装置，其一是将机械量其一是将机械量转换为电量，量，以提供以提供测量和反量和反馈信号；另

38、信号；另一是将一是将电量量转换为机械量，机械量，即起反向即起反向传感器的作用，其感器的作用，其作用是作用是执行反行反馈环节，其一，其一是是电容式机容式机电变换，其二是，其二是可逆的可逆的电动式式变换资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值工作原理工作原理伺服式加速度传感器如果反如果反馈电流流满足足资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值优点点应用用1、具有另、具有另频率响率响应；2、幅、幅值线性度极好；性度极好；3、精度高。、精

39、度高。比比较适合于适合于飞机、土木机、土木结构、构、桥梁等低梁等低频及静及静态结构加速度构加速度测量量伺服式加速度传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值电容式加速度传感器结构与原理构与原理优点点应用用较多地用于低多地用于低频测量，其通用性不如量，其通用性不如压电式加速度式加速度传感感器，且成本也比器，且成本也比压电式加速度式加速度传感器高得多感器高得多与其它与其它类型的加速度型的加速度传感器相比具有灵敏度高、零感器相比具有灵敏度高、零频响响应、环境适境适应性好等特点，尤其是受温度的影响比性好等特点，尤其

40、是受温度的影响比较小小多数采用差多数采用差动式式结构，有两个固定构，有两个固定电极，两极，两电极之极之间有一有一用用弹簧支撑的簧支撑的质量快，此量快，此质量快的两个端平面作量快的两个端平面作为活活动板板极，当极，当传感器感器测量垂直方向振量垂直方向振动时，由于，由于质量量块的的惯性作性作用，使两个固定板极相用，使两个固定板极相对质量量块产生位移。生位移。缺点缺点信号的信号的输入与入与输出出为非非线性，量程有限，受性，量程有限，受电缆的的电容容影响，以及影响，以及电容容传感器本身是高阻抗信号源，因此感器本身是高阻抗信号源，因此电容容传感器的感器的输出信号往往需通出信号往往需通过后后继电路路给于改

41、善于改善 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值结构示意构示意图测量参数量参数涡流流传感器已成系列，感器已成系列，测量范量范围从从0.5mm0.5mm至至10mm10mm以上，灵以上，灵敏敏阀约为测量范量范围的的0.1%0.1%。常用的外径。常用的外径8mm8mm的的传感器与工件的感器与工件的安装安装间隙隙约1mm1mm，在，在0.5mm0.5mm范范围内有良好的内有良好的线性，灵敏度性，灵敏度为7.87mv/mm7.87mv/mm，频响范响范围为0 012000Hz12000Hz。电涡流位移传感器资金是运动

42、的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值电涡流位移传感器电涡流式位移流式位移传感器是一种非接触式感器是一种非接触式测振振传感器，其基本原理是利用金属感器，其基本原理是利用金属体在交体在交变磁磁场中的中的电涡流效流效应。当通。当通有交有交变电流的流的线圈靠近圈靠近导体表面体表面时，穿穿过导体的磁通体的磁通链将在将在导体表面感体表面感应出交出交变电流，流，该电流在流在导体表面形成体表面形成一一闭环回路，称之回路，称之为涡流。流。这一一电流流又又产生一穿生一穿过原原线圈的磁通圈的磁通链，因此，因此，原原线圈与圈与电涡流相当于两

43、个相互耦合流相当于两个相互耦合的的线圈，耦合的圈，耦合的结果使得原果使得原线圈的圈的电感感发生了生了变化。化。工作原理工作原理资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值等效等效电路路当当输入入电流流频率很高率很高时，有，有图中中互感系数互感系数耦合系数耦合系数电涡流位移传感器此此时资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值电涡流位移传感器测量电路为了了测量量，可以采用串并，可以采用串并联谐振振电路，即在原路，即在原线圈两端并一圈两端

44、并一电容，再与一容，再与一电阻串阻串联，在，在满足足的条件下的条件下电路的路的谐振振频率率为电路阻抗路阻抗为电路路输出出电压为资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值传感器特点感器特点这类传感器具有感器具有线性范性范围大、灵敏度高、大、灵敏度高、频率范率范围宽、抗干、抗干扰能力能力强、不受油、不受油污等介等介质影响以及非接触影响以及非接触测量等特点。量等特点。涡流流传感器属于相感器属于相对式拾振器，能方便地式拾振器，能方便地测量运量运动部件与静止部件与静止部件部件间的的间隙隙变化。表面粗糙度化。表面粗糙度对测量

45、几乎没有影响，但表量几乎没有影响，但表面的微裂面的微裂缝和被和被测材料的材料的电导率和率和导磁率磁率对灵敏度有影响。灵敏度有影响。电涡流流传感器除用来感器除用来测量静量静态位移外，被广泛用来位移外，被广泛用来测量汽量汽轮机、机、压缩机、机、电机等旋机等旋转轴系的振系的振动、轴向位移、向位移、转速等，速等，在工况在工况监测与故障与故障诊断中断中应用甚广。用甚广。传感器的感器的应用用电涡流位移传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值压电式力传感器结构与力学模型构与力学模型资金是运动的价值，资金的价值是随时间变

46、化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值力的力的传递发力体作用体输入与入与输出关系出关系压电元件的元件的动态力与作用力与作用给受力体的力之受力体的力之间的关系的关系由上由上图可知可知注意：注意：压电式力式力传感器与感器与压电式加速度式加速度传感器感器测量量电路完全相同路完全相同压电式力传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值力力传感器的使用感器的使用压电式力传感器资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分

47、资金就是原有资金的时间价值振动测量传感器的选择正确的正确的选用用应该基于基于对测量信号以下三方面量信号以下三方面的分析和估算。的分析和估算。1)1)被被测振振动量的大小量的大小2)2)被被测振振动信号的信号的频率范率范围3)3)振振动测试现场环境境资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值传感器的灵敏度感器的灵敏度灵敏度是灵敏度是传感器的最基本指感器的最基本指标之一之一,其大小直接影响到其大小直接影响到传感感器器对振振动信号的信号的测量。不量。不难理解，理解，传感器的灵敏度感器的灵敏度应根据被根据被测振振动量（加

48、速度量（加速度值）大小而定，但由于）大小而定，但由于压电加速度加速度传感器是感器是测量振量振动的加速度的加速度值，而在相同的位移幅，而在相同的位移幅值条件下加速度条件下加速度值与信号的与信号的频率平方成正比，所以不同率平方成正比，所以不同频段的加速度信号大小相差甚大。大型段的加速度信号大小相差甚大。大型结构的低构的低频振振动其振其振动量的加速度量的加速度值可能会相当小，例如当振可能会相当小，例如当振动位移位移为1mm,1mm,频率率为1Hz1Hz的信号其加速度的信号其加速度值仅为0.04m/s0.04m/s2 2(0.004g)(0.004g)；然而；然而对高高频振振动当位移当位移为0.1mm

49、0.1mm，频率率为10kHz10kHz的信的信号其加速度号其加速度值可达可达4x104x105 5m/s2(40000g)m/s2(40000g)。因此尽管。因此尽管压电式加速式加速度度传感器具有感器具有较大的大的测量量程范量量程范围，但，但对用于用于测量高低两端量高低两端频率率的振的振动信号，信号，选择加速度加速度传感器灵敏度感器灵敏度时应对信号有充分的估信号有充分的估计。最常用的振最常用的振动测量量压电式加速度式加速度计灵敏度，灵敏度，电压输出型（出型（IEPEIEPE型）型）为50-100mV/g50-100mV/g，电荷荷输出型出型为10-50pC/g10-50pC/g。振动测量传感

50、器的选择资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值传感器的感器的动态范范围传感器的感器的测量量程范量量程范围是指是指传感器在一定的非感器在一定的非线性性误差范差范围内所能内所能测量的最大量的最大测量量值。通用型。通用型压电加速度加速度传感器的非感器的非线性性误差大多差大多为1%1%。作。作为一般原一般原则，灵敏度越高其，灵敏度越高其测量范量范围越越小，反之灵敏度越小小，反之灵敏度越小则测量范量范围越大。越大。电压输出型出型压电加速度加速度传感器的感器的测量范量范围是由在是由在线性性误差范差范围内所允内所允许的最大