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何為震動傳感器

發布時間:2013-6-7 18:39:47                  點擊次數:1072 次

  振動傳感器是用于檢測沖擊力或者加速度的傳感器, 通常使用的是加上應力就會產生電荷的 壓電器件,也有采用別的材料和方法可以進行檢測的傳感器。 應用范圍也極其廣泛 振動傳感器 - 機電變換原理振動傳感器在機械接收原理方面,只有相對式、慣性式兩種,但在機電變換方面,由于變換 方法和性質不同,其種類繁多,應用范圍也極其廣泛。在現代振動測量中所用的傳感器,已 不是傳統概念上獨立的機械測量裝置,它 振動傳感器 僅是整個測量系統中的一個環節,且與后續的電子線路緊密相關。 由于傳感器內部機電變換原理的不同, 輸出的電量也各不相同。 有的是將機械量的變化變換 為電動勢、電荷的變化,有的是將機械振動量的變化變換為電阻、電感等電參量的變化。一 般說來,這些電量并不能直接被后續的顯示、記錄、分析儀器所接受。因此針對不同機電變 換原理的傳感器, 必須附以專配的測量線路。 測量線路的作用是將傳感器的輸出電量最后變 為后續顯示、分析儀器所能接受的一般電壓信號。
振動傳感器 - 分類方法振動傳感器按其功能可有以下幾種 按機械接收原理分:相對式、慣性式; 按機電變換原理分:電動式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式; 振動傳感器 按所測機械量分:位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力傳感器、應變傳感器、扭振 傳感器、扭矩傳感器。 以上三種分類法中的傳感器是相容的。 1、相對式電動傳感器 電動式傳感器基于電磁感應原理, 即當運動的導體在固定的磁場里切割磁力線時, 導體兩端 就感生出電動勢, 因此利用這一原理而生產的傳感器稱為電動式傳感器。 相對式電動傳感器 從機械接收原理來說,是一個位移傳感器,由于在機電變換原理中應用的是電磁感應電律, 其產生的電動勢同被測振動速度成正比,所以它實際上是一個速度傳感器。 2、電渦流式傳感器 電 渦流傳感器是一種相對式非接觸式傳感器,它是通過傳感器端部與被測物體之間的距離 變化來測量物體的振動位移或幅值的。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量等優點,主要應用于靜位移的測量、振動位移的測 量、旋轉機械中監測轉軸的振動測量。 3、電感式傳感器 依據傳感器的相對式機械接收原理, 電感式傳感器能把被測的機械振動參數的變化轉換成為 電參量信號的變化。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。 可變間隙式可以測量直 線振動的位移??勺兠娣e式可以測量扭轉振動的角位移。 5、慣性式電動傳感器 慣性式電動傳感器由固定部分、 可動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,其可動部分的質量應該足夠的大,而支承彈簧的剛度應該足夠的小,也就是 讓傳感器具有足夠低的固有頻率。 根據電磁感應定律,感應電動勢為:u=Blx&r 式中 B 為磁通密度,為線圈在磁場內的有效長 度, r x&為線圈在磁場中的相對速度。從傳感器的結構上來說,慣性式電動傳感器是一個 位移傳感器。然而由于其輸出的電信號是由電磁感應產生,根據電磁感應電律,當線圈在磁 場中作相對運動時, 所感生的電動勢與線圈切割磁力線的速度成正比。 因此就傳感器的輸出 信號來說,感應電動勢是同被測振動速度成正比的,所以它實際上是一個速度傳感器。 振動傳感器 6、壓電式加速度傳感器 壓電式加速度傳感器的機械接收部分是慣性式加速度機械接收原理, 機電部分利用的是壓電 晶體的正壓電效應。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,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, 它的晶體面或極化面上將有電荷產生, 這種從機械能 (力, 變形) 到電能 (電 荷,電場)的變換稱為正壓電效應。而從電能(電場,電壓)到機械能(變形,力)的變換 稱為逆壓電效應。 因此利用晶體的壓電效應,可以制成測力傳感器,在振動測量中,由于壓電晶體所受的力是 所以壓電式傳感器是加速 慣性質量塊的牽連慣性力, 所產生的電荷數與加速度大小成正比, 度傳感器。 7、壓電式力傳感器 在振動試驗中,除了測量振動,還經常需要測量對試件施加的動態激振力。壓電式力傳感器 具有頻率范圍寬、動態范圍大、體積小和重量輕等優點,因而獲得廣泛應用。壓電式力傳感 器的工作原理是利用壓電晶體的壓電效應,即壓電式力傳感器的輸出電荷信號與外力成正 比。 8、阻抗頭 阻抗頭是一種綜合性傳感器。 它集壓電式力傳感器和壓電式加速度傳感器于一體, 其作用是 在力傳遞點測量激振力的同時測量該點的運動響應。 因此阻抗頭由兩部分組成, 一部分是力 傳感器,另一部分是加速度傳感器,它的優點是,保證測量點的響應就是激振點的響應。使 用時將小頭(測力端)連向結構,大頭(測量加速度)與激振器的施力桿相連。從“力信號 輸出端”測量激振力的信號,從“加速度信號輸出端”測量加速度的響應信號。 注意,阻抗頭一般只能承受輕載荷,因而只可以用于輕型的結構、機械部件以及材料試樣的 測量。無論是力傳感器還是阻抗頭,其信號轉換元件都是壓電晶體,因而其測量線路均應是 電壓放大器或電荷放大器。 9、電阻應變式傳感器 電阻式應變式傳感器是將被測的機械振動量轉換成傳感元件電阻的變化量。 實現這種機電轉 換的傳感元件有多種形式,其中最常見的是電阻應變式的傳感器。

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