振動傳感器首先誘導振動加速度,集成后的速度,兩個集成位移,但加速度和位移的影響頻率、振動和國家標準稱為振動強度,即有效的振動速度值,所以振動速度通常是監控。

  振動傳感器參數的分類和特點

  振動傳感器是由彈簧、阻尼器和慣性質量塊組成的單一自由振動系統。利用質量塊慣量在慣性空間中建立坐標,確定了相對地球或慣性空間的振動加速度。它將機械振動轉化為電信號,通過轉換元件容易傳輸、轉換、處理和存儲。

  一、壓電振動傳感器的測試原理

  壓電振動傳感器是測試機器振動測試中常用的傳感器之一。振動加速度傳感器的相應要求是由相應的標準提出的,但往往由于對概念的不理解,導致了一些不合理的安裝方法,在一定程度上影響了測試精度。

  為了正確理解和執行標準要求,我們必須了解傳感器的測試原理、結構和基本特征等背景知識。

  當某些介質沿一定方向施加機械壓力產生變形時,介質內部產生極化,同時表面產生電荷。當外力被移除時,材料中的電場和表面電荷就會消失,這被稱為壓電效應。壓電振動傳感器利用這一特性將基體感受到的機械振動轉化為電能輸出。

  二、典型的壓電振動傳感器的基本結構。

  壓電晶體被壓在質量和基體之間。加速度計感受到振動時,質量塊對壓電晶體施加振動力,壓電晶體產生可變勢。通過適當的設計,輸入加速度可以在一定的頻率范圍內與輸出電位成正比。

  

振動傳感器

 

  三、壓電式振動傳感器的特性

  1、 頻率響應

  Mm是壓在敏感元件上的質量塊的質量;Mb是加速度計基體及殼體的質量;K是Mm與Mb間的系統的等效剛度。這一系統的自然頻率為:

  fo=fm

  式中fm為質量Mm在彈簧K上的自然頻率。

  根據振動理論:fm= 。

  假設加速度計剛性安裝在比它重的多的結構上,此時Mm/Mb→0,fo→fm。從而得到加速度計的上限響應頻率為fm。

  壓電式振動傳感器能夠精確地檢測寬范圍的動態加速度,因此可以用來測量瞬態沖擊過程外, 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態測量的場合,例如地球引力、慣性制導或諸如發動機加速度及制動等緩慢變化的瞬態過程。

  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。從傳感器結構可知,靈敏度是有方向性的。由于傳感器的制造誤差,其大靈敏度方向與幾何軸不一致,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,一般電荷靈敏度每年下降小于1%。

  壓電式振動傳感器實質上是固態器件,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。在傳感器內部,沒有調整部件,增加了傳感器的可靠性和可重復性,能夠用于極其惡劣的環境下。