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振動(dòng)傳感器的測試方法和接收原理

發(fā)布時(shí)間:2018-12-25 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】振動(dòng)傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一,它的作用主要是將機(jī)械量接收下來,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,所以有時(shí)也稱它為換能器、拾振器等。接下來本文就給大家介紹下振動(dòng)傳感器的測試方法和接收原理分別是什么?
 
振動(dòng)傳感器的測試方法和接收原理
 
測試方法
 
在工程振動(dòng)測試領(lǐng)域中,測試手段與方法多種多樣,但是按各種參數(shù)的測量方法及測量過程的物理性質(zhì)來分,可以分成三類。
 
機(jī)械式
 
將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換成機(jī)械信號,再經(jīng)機(jī)械系統(tǒng)放大后,進(jìn)行測量、記錄,常用的儀器有杠桿式測振儀和蓋格爾測振儀,它能測量的頻率較低,精度也較差。但在現(xiàn)場測試時(shí)較為簡單方便。
 
光學(xué)式
 
將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號,經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)放大后顯示和記錄。如讀數(shù)顯微鏡和激光測振儀等。
 
電測
 
將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換成電信號,經(jīng)電子線路放大后顯示和記錄。電測法的要點(diǎn)在于先將機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為電量(電動(dòng)勢、電荷、及其它電量),然后再對電量進(jìn)行測量,從而得到所要測量的機(jī)械量。這是目前應(yīng)用得最廣泛的測量方法。
 
上述三種測量方法的物理性質(zhì)雖然各不相同,但是,組成的測量系統(tǒng)基本相同,它們都包含拾振、測量放大線路和顯示記錄三個(gè)環(huán)節(jié)。
 
1、拾振環(huán)節(jié)。把被測的機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為機(jī)械的、光學(xué)的或電的信號,完成這項(xiàng)轉(zhuǎn)換工作的器件叫傳感器。
 
2、測量線路。測量線路的種類甚多,它們都是針對各種傳感器的變換原理而設(shè)計(jì)的。比如,專配壓電式傳感器的測量線路有電壓放大器、電荷放大器等;此外,還有積分線路、微分線路、濾波線路、歸一化裝置等等。
 
3、信號分析及顯示、記錄環(huán)節(jié)。從測量線路輸出的電壓信號,可按測量的要求輸入給信號分析儀或輸送給顯示儀器(如電子電壓表、示波器、相位計(jì)等)、記錄設(shè)備(如光線示波器、磁帶記錄儀、X—Y 記錄儀等)等。也可在必要時(shí)記錄在磁帶上,然后再輸入到信號分析儀進(jìn)行各種分析處理,從而得到最終結(jié)果。
 
振動(dòng)傳感器的測試方法和接收原理
 
接收原理
 
振動(dòng)傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一,它的作用主要是將機(jī)械量接收下來,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?,而是將原始要測的機(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,最后由機(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)的最簡單的形式,因此人們最先想到的是用機(jī)械方法測量振動(dòng),從而制造出了機(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)。
 
振動(dòng)傳感器的測試方法和接收原理
 
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)參考體絕對不動(dòng)時(shí),才能測得被測物體的絕對振動(dòng)。這樣,就發(fā)生一個(gè)問題,當(dāng)需要測的是絕對振動(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:在行駛的內(nèi)燃機(jī)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絕對振動(dòng)位移波形。
 
 
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