關(guān)于常見的振動(dòng)傳感器的選擇方法,你知道有哪些嗎?
隨著全球多樣化的發(fā)展,我們的生活也在不斷變化著,包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成,比如振動(dòng)傳感器。
振動(dòng)傳感器如何選擇
振動(dòng)傳感器選擇指南及評(píng)判標(biāo)準(zhǔn):
為了選擇理想的測(cè)試傳感器,必須對(duì)測(cè)試對(duì)象(信號(hào))進(jìn)行以下三個(gè)方面的分析和評(píng)估
1)被測(cè)振動(dòng)的大小 2)振動(dòng)信號(hào)的頻率范圍 3)振動(dòng)試驗(yàn)場(chǎng)地的環(huán)境
根據(jù)以上三個(gè)方面的分析結(jié)果,可以參考傳感器的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行選擇
1)振動(dòng)傳感器的靈敏度的選擇與測(cè)量范圍
估算振動(dòng)量將有助于確定傳感器的靈敏度、測(cè)量范圍和分辨率以及其他相關(guān)指標(biāo)。測(cè)量范圍是指?jìng)鞲衅骺梢詼y(cè)量的最大量。最大測(cè)量值通常與允許的非線性誤差相關(guān)。電壓輸出加速度計(jì)的測(cè)量范圍等于傳感器輸出的最大信號(hào)電壓與靈敏度的比值。
最小測(cè)量值通常取決于測(cè)量系統(tǒng)的電噪聲。低阻電壓輸出加速度計(jì)電噪聲的主要來源是傳感器內(nèi)置電路的電噪聲,因此最小測(cè)量值是傳感器的電噪聲與靈敏度的比值。必須指出的是,一般傳感器的電噪聲是指電壓在很寬的頻帶內(nèi)的有效值,而在振動(dòng)信號(hào)的頻域分析中更具有實(shí)際意義的是各頻點(diǎn)的電噪聲。特別是對(duì)于低頻信號(hào)的測(cè)量和分析,由于加速度信號(hào)比較弱,電噪聲增大,了解實(shí)際測(cè)量頻率下的電噪聲就顯得尤為重要。在考慮了最大和最小測(cè)量值后,當(dāng)尺寸和頻率范圍允許的條件較小時(shí),應(yīng)選擇盡可能高的靈敏度。
2)振動(dòng)傳感器選擇測(cè)量頻率范圍的選擇
傳感器的測(cè)量頻率范圍是指以指定頻率點(diǎn)的靈敏度為基礎(chǔ)的一定靈敏度偏差的頻率范圍。靈敏度偏差一般分為±5%±10%±3dB。一般來說,高靈敏度的傳感器高頻截止頻率較低,重量較重。相反,測(cè)量頻率范圍寬的傳感器體積小、重量輕。靈敏度較低。必須指出的是,傳感器的測(cè)量范圍與安裝方法密切相關(guān)。傳感器的頻率范圍應(yīng)與合適的安裝方式相匹配。過分追求傳感器的測(cè)量頻率范圍,不僅在實(shí)際使用中難以實(shí)現(xiàn),而且大大增加了傳感器的成本。
振動(dòng)傳感器的測(cè)試方法
在工程振動(dòng)試驗(yàn)領(lǐng)域,試驗(yàn)方法和方法多種多樣,但根據(jù)各種參數(shù)的測(cè)量方法和測(cè)量過程的物理性質(zhì),可分為三類。
機(jī)械:將工程振動(dòng)參數(shù)轉(zhuǎn)化為機(jī)械信號(hào),經(jīng)機(jī)械系統(tǒng)放大后進(jìn)行測(cè)量記錄。常用的儀器有杠桿式測(cè)振儀和蓋革測(cè)振儀,可以測(cè)量較低的頻率。準(zhǔn)確性也很差。但在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)更簡(jiǎn)單、更方便。
光學(xué):將工程振動(dòng)參數(shù)轉(zhuǎn)換成光信號(hào),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(cè)振儀。
電測(cè)量:將工程振動(dòng)參數(shù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),經(jīng)電子電路放大后顯示和記錄。電測(cè)法的要點(diǎn)是先將機(jī)械振動(dòng)的量轉(zhuǎn)化為電(電動(dòng)勢(shì)、電荷、其他電),然后對(duì)電進(jìn)行測(cè)量,得到被測(cè)機(jī)械量。這是目前使用最廣泛的測(cè)量方法。
上述三種測(cè)量方法雖然物理性質(zhì)不同,但測(cè)量系統(tǒng)基本相同。它們都包括三個(gè)環(huán)節(jié):振動(dòng)拾取、測(cè)量放大電路、顯示和記錄。
1、振動(dòng)拾取環(huán)節(jié)。被測(cè)機(jī)械振動(dòng)被轉(zhuǎn)換成機(jī)械、光或電信號(hào),完成這種轉(zhuǎn)換的裝置稱為傳感器。
2. 測(cè)量電路。測(cè)量電路的種類很多,都是針對(duì)各種傳感器的變換原理而設(shè)計(jì)的。例如,專門配備壓電傳感器的測(cè)量電路包括電壓放大器、電荷放大器等;此外還有積分電路、微分電路、濾波電路、歸一化裝置等。
3、信號(hào)分析和顯示記錄環(huán)節(jié)。測(cè)量線輸出的電壓信號(hào)可輸入信號(hào)分析儀或送至顯示儀器(如電子電壓表、示波器、相位計(jì)等)、記錄設(shè)備(如光示波器、錄音機(jī)、XY記錄儀、等)等。必要時(shí)也可以記錄在磁帶上,然后輸入信號(hào)分析儀進(jìn)行各種分析處理,從而得到最終結(jié)果。
在研究設(shè)計(jì)過程中,一定會(huì)有這樣或著那樣的問題,這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。





