METRIX振動(dòng)傳感器ST5484E-151-0572-00振動(dòng)傳感器作為滾動(dòng)軸承振動(dòng)試驗(yàn)的核心振動(dòng)信號(hào)采集元件，其檢測(cè)靈敏度高、易受周圍環(huán)境影響且價(jià)格較貴、易損壞，而其安裝強(qiáng)度和定位精度直接關(guān)系到所采集振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性[3],目前，振動(dòng)傳感器普遍存在安裝不方便、定位精度差易滑移和無(wú)防護(hù)易受外界干擾等問(wèn)題。振動(dòng)傳感器在測(cè)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(lái)，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。

按測(cè)量振動(dòng)參量分類可分為三大類：位移傳感器、速度傳感器和加速度傳感器（也稱為加速度計(jì)）。一般來(lái)說(shuō)，位移傳感器適用于低頻測(cè)量，速度傳感器適用于中頻測(cè)量，加速度傳感器適用于中高頻測(cè)量。由于加速度傳感器具有生產(chǎn)工藝成熟、頻響范圍寬、動(dòng)態(tài)范圍大、安裝方便等特點(diǎn)，因而在振動(dòng)測(cè)試中應(yīng)用。

常用振動(dòng)傳感器有以下幾種:      

1.壓電片諧振式：使用壓電片接收振動(dòng)信號(hào)，壓電片的諧振頻率較高，為了降低諧振頻率，使用加大壓電片振動(dòng)體的質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，并使用彈簧球代替附加物，降低兩諧振頻率，增強(qiáng)了振動(dòng)效果。其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是需要信號(hào)放大后送到TTL電路或者單片機(jī)電路中，不過(guò)使用一個(gè)三極管單級(jí)放大即可

2.機(jī)械振動(dòng)式：傳統(tǒng)的振動(dòng)檢測(cè)方式，受到振動(dòng)以后，彈簧球在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行減幅振動(dòng)，這種振動(dòng)便于被檢測(cè)電路檢測(cè)到。振動(dòng)輸出開關(guān)信號(hào)，輸出阻抗與配合輸出的電阻阻值所決定，根據(jù)檢測(cè)電路的輸入阻抗，可以做成高阻抗輸出方式。  

3.微型振動(dòng)傳感器：將機(jī)械式振動(dòng)傳感器微型化，將振動(dòng)體碳化并進(jìn)行密封處理，其工作性能更可靠。輸出開關(guān)信號(hào)直接與TTL電路和或者單片機(jī)輸入電路相連接，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。輸出阻抗高，靜態(tài)工作電流小。  

振動(dòng)傳感器按其功能可有以下幾種分類方法：

按機(jī)械接收原理分：相對(duì)式、慣性式；按機(jī)電變換原理分：電動(dòng)式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式；

按所測(cè)機(jī)械量分：位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力傳感器、應(yīng)變傳感器、扭振傳感器、扭矩傳感器。

以上分類法中的傳感器是相容的。

1、相對(duì)式電動(dòng)傳感器

電動(dòng)式傳感器基于電磁感應(yīng)原理，即當(dāng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體在固定的磁場(chǎng)里切割磁力線時(shí)，導(dǎo)體兩端就感生出電動(dòng)勢(shì)，因此利用這一原理而生產(chǎn)的傳感器稱為電動(dòng)式傳感器。相對(duì)式電動(dòng)傳感器從機(jī)械接收原理來(lái)說(shuō)，是一個(gè)位移傳感器，由于在機(jī)電變換原理中應(yīng)用的是電磁感應(yīng)電律，其產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)同被測(cè)振動(dòng)速度成正比，所以它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器。

2、電渦流式傳感器

電渦流傳感器是一種相對(duì)式非接觸式傳感器，它是通過(guò)傳感器端部與被測(cè)物體之間的距離變化來(lái)測(cè)量物體的振動(dòng)位移或幅值的。電渦流傳感器具有頻率范圍寬(0～10 kHZ)，線性工作范圍大、靈敏度高以及非接觸式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于靜位移的測(cè)量、振動(dòng)位移的測(cè)量、旋轉(zhuǎn)機(jī)械中監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)測(cè)量。

3、電感式傳感器

依據(jù)傳感器的相對(duì)式機(jī)械接收原理，電感式傳感器能把被測(cè)的機(jī)械振動(dòng)參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成為電參量信號(hào)的變化。因此，電感傳感器有二種形式，一是可變間隙，二是可變導(dǎo)磁面積。

4、電容式傳感器

電容式傳感器一般分為兩種類型。即可變間隙式和可變公共面積式。可變間隙式可以測(cè)量直線振動(dòng)的位移。可變面積式可以測(cè)量扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的角位移。

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5、慣性式電動(dòng)傳感器

慣性式電動(dòng)傳感器由固定部分、可動(dòng)部分以及支承彈簧部分所組成。為了使傳感器工作在位移傳感器狀態(tài)，其可動(dòng)部分的質(zhì)量應(yīng)該足夠的大，而支承彈簧的剛度應(yīng)該足夠的小，也就是讓傳感器具有足夠低的固有頻率。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

式中：B為磁通密度，l為線圈在磁場(chǎng)內(nèi)的有效長(zhǎng)度。從傳感器的結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，慣性式電動(dòng)傳感器是一個(gè)位移傳感器。然而由于其輸出的電信號(hào)是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，根據(jù)電磁感應(yīng)電律，當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所感生的電動(dòng)勢(shì)與線圈切割磁力線的速度成正比。因此就傳感器的輸出信號(hào)來(lái)說(shuō)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是同被測(cè)振動(dòng)速度成正比的，所以它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器。

機(jī)電部分利用的是壓電晶體的正壓電效應(yīng)。其原理是某些晶體(如人工極化陶瓷、壓電石英晶體等，不同的壓電材料具有不同的壓電系數(shù)，一般都可以在壓電材料性能表中查到。)在一定方向的外力作用下或承受變形時(shí)，它的晶體面或極化面上將有電荷產(chǎn)生，這種從機(jī)械能(力，變形)到電能(電荷，電場(chǎng))的變換稱為正壓電效應(yīng)。而從電能(電場(chǎng)，電壓)到機(jī)械能(變形，力)的變換稱為逆壓電效應(yīng)。

因此利用晶體的壓電效應(yīng)，可以制成測(cè)力傳感器，在振動(dòng)測(cè)量中，由于壓電晶體所受的力是慣性質(zhì)量塊的牽連慣性力，所產(chǎn)生的電荷數(shù)與加速度大小成正比，所以壓電式傳感器是加速度傳感器。

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