震动传感器是做什么用(振动传感器的原理)

黄慧玲网友提问：

震动传感器是做什么用

优质答案：

一、振动传感器主要监测旋转机械的振动情况，每种设备都有自己的振动标准，超过振动值，表明机器出现故障，所以振动传感器是起到对振动的保护作用。

二、振动传感器分为磁电式与压电式两种，磁电式的结构简单、价格较低，但精度较差，现在常用的是压电式的传感器，丈量精度较高。

三、振动传感器首先感应振动加速度，经过积分得到速度，二次积分得到位移，但加速度和位移会受频率的影响，同时国家振动标准称为振动烈度，也就是振动速度的有效值，所以，通常监测振动速度振动传感器是由弹簧、阻尼器及惯性质量块组成的单自由振荡系统。

四、利用质量块的惯性在惯性空间建立坐标，测定相对大地或惯性空间的振动加速度。它通过其中的换能元件，将机械振动转换为便于传递、变换、处理和储存的电信号。

五、振动传感器形式有很多种，1.1压电式振动传感器的测试原理 压电式振动传感器是试验机振动测试常用的传感器之一。相应标准提出了振动加速度丈量传感器改装要求，但是往往由于对其中的概念理解不透，造成一些分歧理的安装方式，在一定程度上影响了测试精度。

六、要正确理解和贯彻标准要求，必须了解有关背景知识，如传感器的测试原理、构造和基本特性等方面。

七、一些介质在沿一定方向上施加机械压力而产生变形时，其内部会产生极化现象，同时其表面产生电荷，当外力往掉以后，材料内部的电场和表面电荷也随之消失，这种特性称为压电效应。压电式振动传感器是利用这一特性，把基体感受到的机械振动转化为电能量输出。

8、1.2典型压电式振动传感器的基本构造

9、压电式振动传感器的典型结构。

10、压电晶体被压紧在质量块和基体之间，当加速度计感受振动时，质量块施加一个振动力于压电晶体上，压电晶体中产生可变电势。通过适当的设计，可以保证在一定的频率范围内输进加速度与输出电势成比例。

1一、1二、Mm是压在敏感元件上的质量块的质量；Mb是加速度计基体及壳体的质量；K是Mm与Mb间的系统的等效刚度。这一系统的自然频率为：

1二、式中fm为质量Mm在弹簧K上的自然频率。根据振动理论：fm=。假设加速度计刚性安装在比它重的多的结构上，此时Mm/Mb→0，fo→fm。从而得到加速度计的上限响应频率为fm。

1三、压电式振动传感器能够精确地检测宽范围的动态加速度，因此可以用来丈量瞬态冲击过程外，还可用来丈量正弦振动和随机振动。但是，压电式振动传感器不适用于稳态丈量的场合，例如地球引力、惯性制导或诸如发动机加速度及制动等缓慢变化的瞬态过程。

1四、灵敏度加速度计的灵敏度定义为电输出与机械输进之比。从传感器结构可知，灵敏度是有方向性的。

1五、由于传感器的制造误差，其最大灵敏度方向与几何轴不一致，最大灵敏度矢量可分解成轴向灵敏度和横向灵敏度两部分。

1六、真正代表压电式振动传感器灵敏度的是电荷灵敏度，它不受传感器内部电收留变化和电缆长度变化的影响，只取决于压电材料的压电常数，一般电荷灵敏度每年下降小于1%。

1七、压电式振动传感器实质上是固态器件，它们非常坚固和耐用，在误用的情况下一般也不会引起损坏。

18、在传感器内部，没有调整部件，增加了传感器的可靠性和可重复性，能够用于极其恶劣的环境下。

19、压电式振动传感器的改装要求与丈量精度

20、振动加速度丈量传感器的改装要求

2一、相应标准规定了振动加速度丈量传感器的通用改装要求： 传感器丈量轴与被测轴线平行，横向灵敏轴应避开侧向加速度最大的方向。传感器安装支架质量小，刚度好，接触面接触弹簧的自然频率至少大于传感器自然频率的五倍。单极性传感器应与支架尽缘安装。影响丈量精度的因素 。安装刚度不足会降低响应频率及使用范围的上限，这一影响在高频丈量中尤其明显。

2二、标准规定“接触面接触弹簧的自然频率至少大于传感器自然频率的五倍”；这对传感器安装支架的刚度及安装面的接触刚度提出了很高的要求。若传感器直接安装在被测结构上，其接触弹簧的自然频率可按接触弹簧静态变形求得：

2三、因传感器的质量力一般很小，而接触弹簧刚度趋于无穷大；因此变形δ极小，接触频率可以满足标准要求。

2四、若传感器通过转接支架安装在被测结构上，则必须同时考虑支架刚度及两个接触面的接触刚度，并要在满足安装刚度要求的条件下尽量减小支架的质量。若传感器与支架尽缘安装，采用尽缘螺桩及云母垫片可以获得最大安装刚度。

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