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振動(dòng)傳感器的原理及應(yīng)用
2020-4-14 閱讀(726)
振動(dòng)傳感器在技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一，振動(dòng)傳感器的原理主要是將量接收下來，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有時(shí)也稱它為換能器、拾振器等。
振動(dòng)傳感器并不是直接將原始要測的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚菍⒃家獪y的機(jī)械量做為振動(dòng)傳感器的輸入量，然后由機(jī)械接收部分加以接收，形成另一個(gè)適合于變換的機(jī)械量，由機(jī)電變換部分再將變換為電量。因此一個(gè)傳感器的工作性能是由機(jī)械接收部分和機(jī)電變換部分的工作性能來決定的。
1、相對式機(jī)械接收原理由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)簡單的形式，因此人們想到的是用機(jī)械方法振動(dòng)，從而出了機(jī)械式測振儀（如蓋格爾測振儀等）。傳感器的機(jī)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(shí)，把儀器固定在不動(dòng)的支架上，使觸桿與被測物體的振動(dòng)方向一致，并借彈簧的彈性力與被測物體表面相接觸，當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)，觸桿就跟隨它一起運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)記錄筆桿在移動(dòng)的紙帶上描繪出振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間的變化曲線，根據(jù)這個(gè)記錄曲線可以計(jì)算出位移的大小及頻率等參數(shù)。
由此可知，相對式機(jī)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(dòng)，只有當(dāng)參考體不動(dòng)時(shí)，才能測得被測物體的振動(dòng)。這樣，就發(fā)生一個(gè)問題，當(dāng)需要測的是振動(dòng)，但又找不到不動(dòng)的參考點(diǎn)時(shí)，這類儀器就無用武之地。例如：在行駛的車上測試內(nèi)燃機(jī)車的振動(dòng)，在地震時(shí)測量地面及樓房的振動(dòng)……，都不存在一個(gè)不動(dòng)的參考點(diǎn)。在這種情況下，我們必須用另一種測量方式的測振儀進(jìn)行測量，即利用慣性式測振儀。
2、慣性式機(jī)械接收原理慣性式機(jī)械測振儀測振時(shí)，是將測振儀直接固定在被測振動(dòng)物體的測點(diǎn)上，當(dāng)傳感器外殼隨被測振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由彈性支承的慣性質(zhì)量塊將與外殼發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，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(dòng)位移幅值，然后利用慣性質(zhì)量塊與外殼的相對振動(dòng)位移的關(guān)系式，即可求出被測物體的振動(dòng)位移波形。
振動(dòng)傳感器應(yīng)用
振動(dòng)速度傳感器是屬于慣性式傳感。是利用磁應(yīng)原理的振動(dòng)信號(hào)變換成電信號(hào)。可用于測量軸承殼或結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。這種傳感器測量的振動(dòng)是相對于自由空間的振動(dòng)，其輸出電壓與振動(dòng)速度成正比，故又稱速度式振動(dòng)傳感器。也可以把速度量經(jīng)過積分轉(zhuǎn)換成位移量再予處理。這種測量可對旋轉(zhuǎn)或往復(fù)機(jī)械的綜合工況進(jìn)行評價(jià)，它直接安裝在機(jī)器外部，故使用維護(hù)極為方便。工作時(shí)，將傳感器安裝在機(jī)器上，在機(jī)器振動(dòng)時(shí)，在傳感器工作頻率范圍內(nèi)，線圈與磁鐵相對運(yùn)動(dòng)，切割磁力線，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓值正比于振動(dòng)速度值。與二次儀表相配接，即可顯示振動(dòng)速度或位移量的大小。也可以輸送到其它二次儀表或交流電壓表進(jìn)行測量。
