隨著智能化水平的提高和設備的高可靠性要求,驅動電機在線狀態監測、位置和速度信號的實時反饋趨向于被標記。如編碼器、超速開關、PT00、PTC和振動傳感器等電機附件的應用越來越普遍。了解這些附加設備,實現與電機的有機集成對于電機制造商來說是非常重要的。今天一體化振動傳感器小編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。

  

        振動傳感器按工作原理分別有電渦流型、速度型、加速度型、電容型、電感型等五種。 后兩種因受周圍介質影響較大, 目前已很少采用。 電渦流傳感器測量的是位移量(間隙變化) ,振動速度傳感器測量的是速度,振動加速度傳感器測量的是加速度。速度經過一次積分可以成為位移,加速度經過 1、 2 次積分可以變成速度和位移,但積分通常會引起誤差。

  (1) 電渦流傳感器

  電渦流式傳感器屬于電感式傳感器的一種, 是利用被測量的變化引起線圈自感或互感系數的變化,從而導致線圈電感量改變這一物理現象來實現測量的,電渦流傳感器要求被測體必須是導體。 傳感器探頭有小型線圈, 由控制器控制產生震蕩電磁場, 當接近被測體時, 被測體表面會產生感應電流, 而產生反向的電磁場。這時電渦流傳感器根據反向電磁場的強度來判斷與被測體之間的距離。

  電渦流傳感器優點:

  1) 可以直接測量轉軸振動,而且能做靜態和動態測量,適用于絕大多

  數機器的環境條件;

  2) 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;

  3) 結構簡單、尺寸小,對于泵、汽輪發電機組振動來說,具有合適的

  頻響范圍,標定(校驗)較容易;

  4) 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。

  電渦流傳感器缺點:

  1)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;

  2)需外加電源,安裝比較麻煩,要求十分嚴格。

  振動傳感器選擇一般先考慮振動的測量目的(軸振還是軸承振) ,選擇上述三種探頭的一種。 然后根據使用環境考慮傳感器是否需要防爆等, 根據振動的極限值選擇傳感器的量程,傳感器的靈敏度,傳感器的精度,傳感器的響應特性。

  (2) 振動速度傳感器

  速度傳感器是利用磁電感應原理把振動信號轉換成電信號。 其主要由磁路系統、 線圈組件、彈簧阻尼等部分組成。 在傳感器殼體中剛性的固定有兩個線圈組件, 磁鋼用彈簧懸掛于殼體。當傳感器在工作頻率范圍內工作時, 線圈與磁鋼產生相對運動, 線圈切割磁力線, 產生感應電動勢, 該電壓正比于機殼的振動速度。這種傳感器屬于結構型傳感器。 由于受到結構特性的影響和機械系統慣性質量的限制,其固有頻率低、工作頻率范圍窄。

  速度傳感器具有安裝簡單, 可適用絕大多數機器的環境條件, 以及不需外加電源, 振動信號不經任何處理可以傳送到需要的地方的優點, 但其活動部件易損壞,低頻響應不好。一般速度傳感器在 15Hz 以下,將產生較大的振幅和相位誤差。

  (3) 振動加速度傳感器

  多數加速度傳感器是根據壓電效應的原理來工作的。所謂的壓電效應就是“對于不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發生形變以外,還將改變晶體的極化狀態, 在晶體內部建立電場, 這種由于機械力作用使介質發生極化的現象稱為正壓電效應” 。

  一般加速度傳感器就是利用了其內部的由于加速度造成的晶體變形的這個特性。 由于這個變形會產生電壓, 只要計算出產生電壓和所施加的加速度之間的關系, 就可以將加速度轉化成電壓輸出。 壓電式振動傳感器是利用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, 晶體元件就會產生相應的電荷, 電荷數即可換算為振動參數。

  這種傳感器屬于物性型傳感器,它具有響應時間短,工作頻率寬的特性。因為它采用晶體形式嵌入積分電路, 沒有移動部件, 所以不會產生磨損和退化, 使用壽命長, 并且可垂直、 水平或以任何角度安裝。

  加速度傳感器體積小, 重量輕。可以適用于某些受附加在質量影響較大的振動測試系統中,但其安裝方法和導線敷設方式, 對測量結果有較大的影響。 壓電式傳感器用于測量軸承箱體、殼體或結構的絕對振動。