振动传感器检定过程中注意事项

振动传感器检定过程中注意事项

摘要：: 振动传感器作为安全监护以及环境检测的关键传感器，在各行各业的检测实验室中应用范围非常广，若因检定操作不当，会对检定结果造成影响，丧失其准确性优势。本文通过对常用振动传感器检定中需注意问题的思考，为相关工作者提供理论支撑。

关键词：振动传感器；检定；注意事项；

一、概述

振动传感器是在工业生产中用来测量与振动有关各种参量，常见振动传感参数有速度、加速度、位移等。它的工作原理是将振动的模拟量通过振动传感器转换成电量信号传输，以实现仪表显示或远程监测。

振动传感器按其功能有以下几种分类方式：

按机电变换原理分：电动式（磁电式）、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式;

振动传感器按所测机械量分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。

按安装方式分：接触式、非接触式。

按照工作位置（振动方向）分：水平、垂直、三维。

二、振动传感器的常见形式：

检定中常见的传感器包括：振动速度传感器、振动加速度传感器、振动位移传感器。速度、加速度结构常见的有电动式（磁电式）、压电式两种，位移传感器结构主要是电涡流式。

1、电动式（磁电式）传感器：基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式（磁电式）传感器。虽然它也是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。

2、压电式加速度传感器：是基于压电晶体的压电效应工作的。振动使晶体在一定方向上受力变形时，其内部会产生极化现象，在它的两个表面上产生符号相反的电荷，外加电压使放大器输出一个电压或电流信号。这种传感器工作模式分恒压和恒流两种。

3、电涡流位移传感器：电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的，对应输出电压信号。

速度传感器的工作原理图1

图1 速度传感器的工作原理

三、检定过程遇到的问题

在检定过程中会遇到各式各样振动传感器，也会遇到各式各样的问题，具体归纳如下：

1、速度、加速度传感器。

速度传感器有磁电、压电两种。磁电式的按照安装位置要求固定，改变振动速度，输出直流电压信号。

压电式传感器有恒流、恒压两种。恒压式直接在输入端加直流电压（12V或24V），串接一个电流表，改变振动速度，输出(4-20)mA直流电流。常见的有美国恩泰克

9842VCRZ、美国本特利177230、江阴JYZD、上海瑞康JK9301B01、上海韦妮

WIN8600Y、美国ST5484E、北京天宇恒创CYT9250A。

恒流式的速度传感器，在输入端加直流电压（12V或24V），串一个电阻和电流表，使输入电流小于4mA，改变振动速度，用电压表交流档测量传感器两端电压或电流。开始检定前检查一下静态直流电压值，一般在12V左右，这说明接线正确，否则调换电源极性。

加速度传感器一般是式压电式的，且接线方式是式恒流的，方法和压电式恒流速度传感器一样。常见的有美国韦伯S3960、美国MEGGITT895V、美国IMI EXM603C01、美国艾普生9268、德国倍加福NCB8、湖南长沙BH5021EX等

检定接线如下图2：

图2 压电式恒流速度、加速度传感器检定接线

判断式速度还是加速度可以从名牌上的参考灵敏度来判断，如果式直接给出速度灵敏度比如20V/mm/s,它就是磁电式速度传感器，如果给出速度参考值和（4-20）mA值，它就是压电是速度传感器。如果给出加速度灵敏度，比如100V/g，那就是压电式加速度传感器。

2、电涡流位移传感器。

电涡流位移传感器在检定时候，注意调整传感器的位置，保持传感器探头平面与振动台工作平面平行且居中，否则就会产生附加误差。在调整间隙电压的时候，按照说明书提供的电压调整，一般美国的传感器间隙电压式10V,德国的传感器式12V，国产的和美国相似，间隙电压按10V调整。不确定的看说明书。间隙电压的误差值一般调整在±0.5V以内，减少附加误差。

在检定过程中，传感器接好线以后，如果输出直流电压显示1.18V左右接线连接不好，检查传感器与连接线，连接线与前置器之间，输出和数字表之间，插紧牢靠。如果直流电压还是不在20V左右，说明传感器，连接线，前置器有问题，用替换法判断式式什么问题，并告之用户。

在检定过程中尽量避免探头和前置器之间连线与前置器输出与数字表之间连线交叉产生影响。

直流电源的纹波要小，在静态时交流电压值要交流小，在10mV以下，否则检定结果误差偏大。在检定时候一般控制在5mV左右为佳。

3、胀差传感器

缸胀差也式电涡流位移传感器，有的体积比较大，不能用

比较法动态检定，只能用静态装置静态法检定。固定好传感器，调节位移变化，读百分表指示变化mm，读对应电压表的示值mV，电压变化除位移变化，计算灵敏度和线性误差。

还有一种式直接位移变化（0-50）mm，产生输出直流电流（4-20）mA变化。比如韦伯的AE119缸胀差位移传感器。

检定方法：从接口C、D接线端接入+24V直流电压，串一个电流表，改变位移操纵杆，指示窗口在（0、10、20、30、40、50）mm刻度变化，对应输出电流标称值（4.0、7.2、10.4、13.6、16.8、20.0）mA，读对应实际值，计算线性误差和灵敏度。

3 结束语

振动传感器广泛应用于各种安全监测以及环境监测方面，它的量值准确与否直接关系到安全评价以及环境分析的正确性，这就要求检定员在日常的检定工作中严把质量关，检定和使用时需要非常仔细和小心，

严格按照国家计量检定规程的要求进行检定，只有做好检定的每一个环节，从而消减部分影响因素对检定的影响，快速准确的进行振动传感器的检定。