基于加速度传感器的电机振动测量解读
电机震动的测量方法
电机震动的测量方法电机在运行中会产生震动，大部分的电机震动都是正常的，但是如果震动过大，就会影响电机的正常运行，甚至会使得电机出现故障，对于电机的震动，我们可以通过测量来判断其是否正常，本文将介绍几种电机震动的测量方法。
1. 加速度传感器测量法加速度传感器是一种常用的测量电机震动的设备，其通过检测电机震动产生的加速度信号来确定电机的震动情况。
加速度传感器可以将震动信号转换成电信号并输出，通常输出的是有效值（RMS）或峰值（Peak），通过这些值可以判断电机的震动是否超过了允许范围。
加速度传感器需要放置在电机的震动部位，如轴承、齿轮等处，通常可以用磁力吸盘将其固定在电机上进行测量。
由于加速度传感器的信号是模拟信号，需要通过信号处理器进行处理，最终输出数字量。
2. 振动计测量法振动计也是一种测量电机震动的设备，其原理是通过检测电机震动产生的位移信号来确定电机的震动情况。
振动计通常使用加速度传感器作为传感器，将位移信号转换成电信号并输出。
振动计需要在电机振动触点的位置放置传感器，如轴承、齿轮等处，也可以将其放置在电机的表面进行测量。
振动计可以直接输出数字量，并可以通过软件进行数据处理和分析。
3. 光电测振仪测量法光电测振仪是一种非接触测量电机震动的设备，其主要原理是通过激光检测电机表面的位移信号来确定电机的振动情况。
光电测振仪通常使用激光测距传感器作为传感器，将位移信号转换成电信号并输出。
光电测振仪可以不需要接触电机，通过激光在电机表面进行检测，因此不会对电机产生影响。
光电测振仪可以直接输出数字量，并可以通过软件进行数据处理和分析。
4. 声音测量法声音测量法是一种间接测量电机震动的方法，其主要原理是通过检测电机在运行时产生的声音信号来判断电机的震动情况。
声音测量法通常使用麦克风作为传感器，将声音信号转换成电信号并输出。
声音测量法需要在靠近电机的位置放置麦克风，通常需要比其他测量方法更加接近电机。
声音测量法对环境和背景噪音比较敏感，因此需要在安静环境下进行测量。
加速度传感器测振动位移
加速度传感器测振动速度与位移方案1. 测量方法（基本原理）设加速度传感器测量振动所得的加速度为：()a t （单位：m/s 2） 对加速度积分一次可得速率： 11()()[]2Ni i i a a v t a t dt t -=+==∆∑⎰ (单位：m/s) 对速率信号积分一次可得位移：11()()[]2N i i i v v s t v t dt t -=+==∆∑⎰ (单位：m) 其中：()a t 为连续时域加速度波形()v t 为连续时域速率波形 ()s t 为连续位移波形 i a 为i 时刻的加速度采样值 i v 为i 时刻的速率值0a =0；0v =0t ∆为两次采样之间的时间差2. 主要误差分析误差主要存在以下几个方面： 1）零点漂移所带来的积分误差由于加速度传感器的输出存在固定的零点漂移。
即当加速度为0g 时传感器输出并不一定为0，而是一个非零输出error A 。
传感器的输出值为：()a t +error A 。
对error A 二次积分会产生积分累计效应。
2）积分的初始值所带来的积分误差0a 和0v 的值并不为零，同样会产生积分累计效应。
3）高频噪声信号所带来的误差高频噪声信号会对瞬时位移值测量精度带来影响，但积分值能相互抵销而不会带来累计。
3. 解决办法1）零点漂移和积分初始值不为零可以加高通滤波器的方法滤除。
2）高频噪声信号的影响并不大，为了达到更高的精度，可以加一个低通滤波器。
选择高通滤波器和低通滤波器合理的截至频率，可以得到较理想的结果。
（注：高通滤波即去除直流分量；低通滤波即平滑滤波算法）。
4. 仿真研究4.1 问题的前提背景1.本课题研究的对象是桥梁振动的加速度()a t ，速度()v t 和位移()s t ，可以认为桥梁的加速度，速度，位移的总和为0。
即：0()0a t dt ∞=⎰0()0v t dt ∞=⎰()0s t dt ∞=⎰其离散表达式为：00()Ni i a N ===∞∑0()Nii vN ===∞∑0()Nii sN ===∞∑2.加速度传感器测量值存在误差，它主要是在零点漂移和测量噪声两个方面。
加速度传感器振动测量实验总结
加速度传感器振动测量实验总结一、实验目的本实验旨在通过使用加速度传感器来测量不同振动情况下的加速度，并分析其特性。
二、实验原理加速度传感器是一种用于测量物体在运动过程中加速度的传感器。
其工作原理基于牛顿第二定律，即F=ma，其中F表示物体所受到的力，m表示物体的质量，a表示物体所受到的加速度。
通过测量物体所受到的力和质量，可以得出物体所受到的加速度。
三、实验步骤1. 连接电路：将加速度传感器与数据采集卡连接，并将数据采集卡连接至计算机。
2. 安装软件：安装并打开LabVIEW软件。
3. 编写程序：编写程序以读取和显示传感器输出数据。
4. 进行振动测试：将传感器固定在不同振动源上进行测试，并记录数据。
5. 分析数据：使用LabVIEW软件分析数据并绘制图表。
四、实验结果及分析通过对不同振动源进行测试，得出了相应的加速度数据。
根据图表可以看出，在不同频率下，振幅对应的加速度值也有所不同。
此外，在相同频率下，不同振幅下的加速度值也有所不同。
这表明振动源的频率和振幅对加速度传感器的输出有着重要影响。
五、实验结论本实验通过使用加速度传感器来测量不同振动情况下的加速度，并分析其特性。
结果表明，振动源的频率和振幅对加速度传感器的输出有着重要影响。
此外，通过对数据的分析可以得出更深入的结论，从而为工程应用提供参考。
六、实验注意事项1. 实验时应注意安全，避免发生意外事故。
2. 实验前应检查设备是否正常工作。
3. 实验中应仔细记录数据并进行分析。
4. 实验后应及时清理设备并妥善保存数据。
电机振动测试方法
电机振动测试方法电机振动测试是对电机性能进行评估和监测的重要手段，通过振动测试可以了解电机的运行状态、故障特征以及性能指标，为电机的维护和保养提供重要依据。
本文将介绍电机振动测试的方法和步骤，帮助读者更好地了解电机振动测试的要点和技巧。
一、设备准备。
进行电机振动测试首先需要准备相应的设备，包括振动测试仪、加速度传感器、数据采集器等。
振动测试仪是用于测量电机振动信号的仪器，而加速度传感器则是用于将振动信号转换为电信号，数据采集器则用于采集和记录振动信号的数据。
在进行振动测试前，需要确保这些设备的正常运行和准确性。
二、测试点选择。
在进行电机振动测试时，需要根据实际情况选择合适的测试点。
一般来说，可以选择电机壳体、轴承座、风扇叶片等位置作为测试点，以全面了解电机的振动情况。
同时，还需要考虑测试点的安全性和可操作性，确保在测试过程中不会对设备和人员造成损害。
三、测试参数设置。
在进行电机振动测试前，需要对测试参数进行设置。
包括采样频率、测量范围、滤波器类型等参数的设置，这些参数的选择将直接影响到测试结果的准确性和可靠性。
在设置参数时，需要根据电机的实际情况和测试需求进行调整，以确保测试结果能够反映电机的真实运行状态。
四、测试步骤。
进行电机振动测试时，需要按照一定的步骤进行操作。
首先是安装加速度传感器，将传感器安装在选定的测试点上，并确保安装牢固和位置准确。
然后是连接数据采集器和振动测试仪，进行参数设置和校准。
接下来是启动电机，进行振动测试，并记录测试数据。
最后是对测试数据进行分析和评估，得出相应的结论和建议。
五、数据分析。
在完成电机振动测试后，需要对测试数据进行分析和评估。
通过对振动信号的频谱分析、时域分析等方法，可以了解电机的振动特征、频率分布、幅值大小等信息，从而判断电机的运行状态和存在的问题。
通过数据分析，可以及时发现电机的故障和隐患，为后续的维护和保养工作提供参考依据。
六、结论与建议。
最后，根据电机振动测试的结果，可以得出相应的结论和建议。
加速度传感器振动测量实验3页
加速度传感器振动测量实验3页实验目的：1.了解加速度传感器的原理和使用方法；2.掌握利用加速度传感器进行振动测量的基本方法和技巧；3.通过实验测量，理解和验证振动信号的基本参数和特性。
仪器设备：1.加速度传感器2.数据采集卡3.计算机4.振动发生器5.电缆和连接器实验原理：加速度信号可以用来测量物体的振动运动状态。
基于牛顿第二定律，物体的加速度与所受的外力成正比，因此可以通过测量物体受到的加速度信号来反推其所受的外力信号，从而了解其振动状态。
加速度传感器是一种常用的测量振动信号的传感器，它可以通过对物体运动状态的微小变化进行测量，进而反推出物体受到的外力信号。
加速度传感器中通常采用压电效应进行测量，即物体受到外力时会产生微小的形变，从而在压电材料上产生电势差，通过这个电势差就可以测量出物体所受的加速度信号。
在进行加速度传感器测量时，需要注意一些基本原则：1.测量前要校准传感器，确保其输出信号的稳定和准确；2.传感器的安装位置和方向应该固定，并在进行测量前进行校准；3.测量时应注意消除环境干扰信号，保证测量结果的准确性。
实验步骤：1.将加速度传感器与信号采集卡连接起来，连接电缆和连接器，并将信号采集卡插入计算机中。
2.将振动发生器与被测物体连接起来，设置合适的振动参数，启动振动发生器。
3.使用计算机软件进行数据采集和测量。
4.根据测量结果，分析得出被测物体的振动特性和参数，如振幅、频率、周期等。
注意事项：1.进行实验前要对仪器设备进行检查和保养，确保其工作正常；2.操作过程中要注意安全，避免仪器设备损坏或个人受伤；3.实验结束后要及时关闭仪器设备，将其存放在干燥、通风、安全的地方。
加速度传感器振动测量实验总结
加速度传感器振动测量实验总结引言在工程领域中，振动测量是一个重要的应用领域。
通过监测和分析振动信号，可以获取到物体的运动状态、结构的健康状况以及运动中的异常情况。
而加速度传感器是常用的振动测量设备之一，可以用来测量物体在振动过程中的加速度变化。
本次实验旨在探究加速度传感器在振动测量中的应用，以及对其实验结果进行分析和总结。
实验目的本次实验的目的是通过加速度传感器测量不同振动情况下的加速度信号，并对实验结果进行分析，从而探究加速度传感器在振动测量中的应用。
实验步骤实验器材准备1.加速度传感器：保证传感器的正常工作状态，检查传感器的运行指示灯，确认传感器已连接到计算机。
2.计算机：用于接收和分析加速度传感器测得的数据。
实验操作流程1.将加速度传感器固定在待测物体上。
2.设置实验参数，如采样率、采样时间等，并开始数据采集。
3.对待测物体施加不同类型的振动，如单频振动、多频振动等。
4.停止数据采集，保存实验数据。
5.使用数据分析软件导入实验数据，并进行分析。
实验结果与分析单频振动实验1.实验条件：振频为20Hz，持续时间为30s。
2.实验结果：根据实验数据绘制加速度-时间曲线，观察到振动状态随时间呈周期性变化。
3.分析：从曲线中可以得知物体的振幅、频率，进而判断出物体的振动特性。
多频振动实验1.实验条件：振频为10Hz和30Hz，持续时间为30s。
2.实验结果：绘制加速度-时间曲线，观察到振动状态随时间的变化，其中包含两个频率的振动信号。
3.分析：通过分析曲线中不同频率的振动成分，可以判断物体的多频振动特性，并进一步分析结构的稳定性和异常情况。
实验心得优点1.加速度传感器可以实时、准确地测量振动加速度信号，为振动分析提供了有效的数据基础。
2.实验操作简单，操作流程清晰，适合工程实验室内的日常学习和科研活动。
不足之处1.在实验过程中，传感器的位置和固定方式对实验结果可能会产生一定的影响，需要注意传感器的安装调整。
基于光纤加速度传感技术的发电机端部振动监测系统的应用
图2光纤测振传感器安装示意基于光纤加速度传感技术的发电机端部振动监测系统的应用Generator and Vibration Monitoring System Based on Optical Fiber Acceleration Technology张俊（广东珠海金湾发电有限公司，广东珠海519050）摘要介绍了一种基于光纤加速度传感技术的发电机端部振动监测系统的构成,以及其安装、调试及应用。
经长期运行表明,该系统实施后测量准确稳定，实现了发电机端部振动实时在线监测和分析，实际应用效果良好。
关键词：光纤加速度传感，发电机，端部振动AbstractThis paper introduces the composition of a generator end vibration monitoring system based on optical fiber accelera-tion technology,and the installation,debug and application of such system．During long－time operation,the measurements of the system have remained stable and accurate,online monitoring and analyzing the generator end vibration have become a reality,and the results are good．Keywords :optical fiber acceleration sensing,generator,end vibration发电机定子绕组端部电气环境非常恶劣，目前300MW 及以上容量的发电机线棒工作电压达20kV 左右，电流在10kA 以上，是一个高电压、强交变电磁场的特殊环境。
振动测量方法、标准及准则
振动测量方法、标准及实际振动原因分析及解决方案目录1、振动测量方法 21.1 加速度传感器21.1.1工作原理31.1.2优缺点41.2 速度传感器41.2.1工作原理41.2.2速度传感器优缺点51.3 位移传感器51.3.1工作原理61.3.2优缺点72、振动测量标准 82.1 ISO 10816系列标准82.2ASME标准82.3 DIN标准83、结论 84钢平台振动原因分析及解决方案84.1钢平台振动因素可包括一下几点：81、振动测量方法1.1 加速度传感器压电加速度传感器主要应用的是压电效应，压电效应是最流行的形式。
主要使用加速力而受到的微观晶体结构，压力会在晶体中产生电压，加速度传感器将这个压力转换为速度和方向。
1.1.1工作原理如上图的模型所示，加速度传感器包含微观晶体结构，当发生振动时会产生电压，然后产生的电压会产生加速度的读数。
1.1.2优缺点压电加速度传感器的优点是：1）.结构简单，取材方便；2）.安装方便，使用寿命长。
压电加速度传感器的缺点：1）谐振频率高，容易受到声音的干扰；2）输出阻抗高，输出信号弱，传感器输出信号需要经过放大电路放大后才能送检测电路检测。
1.2 速度传感器速度传感器可以测量振动的速度。
它适用于低频振动测量和对振动的整体评估，速度传感器可以直接测量振动，并提供振动速度的输出信号。
与加速度传感器相比，速度传感器具有较低的灵敏度和频率响应。
图1（a）图1（b）1.2.1工作原理速度传感器的结构示意如图1（a）所示。
一个圆筒形的线圈固定在外壳内壁，线圈中间有一个永磁铁支承在弹簧上。
传感器的外壳固定在被测对象上，以承受振动。
永磁铁（参振质量）、弹簧和阻尼组成了一个单自由度系统图1（b）。
在设计时使该系统的固有频率远低于被测物振动的频率。
这时在被测物振动时，永磁铁在空间处于静止状态，永磁铁相对于线圈的运动即为被测物的运动。
布置方式：测量轴承座振动（简称座振）时，需要测量垂直、水平、轴向三个方向的振动，因此传感器的位置，也即测点的布置如下图所示。
数控机床振动测量和控制技术
数控机床振动测量和控制技术随着行业、航空制造业对加工速度、加工精度和表面质量的要求愈来愈高以及高速加工技术的发展，和制造商面临着如何在实现较高加工速度的同时保证加工精度和表面质量的课题。
一般而言，数控机床的振动和震动有细微但很明确的区别（如图1）：在电机带宽以内的低频运动通常称之为振动，可以在保持机械结构不变的前提下进行消除和抑制；高于电机带宽的高频运动通常称之为震动，往往需要对机械结构进行修改，增加机械的刚性达到减轻振动的目的。
数控机床或机器人的振动能够增加工件加工时间、降低表面质量甚至精度。
图1. 振动和震动的区别本文将以五轴数控机床为例，重点介绍基于加速度传感器对高速数控机床进行振动控制的新技术。
1.DAS（Direct Acceleration Sensor）加速度传感器传统中采用惯性测量单元（IMU，Inertial Measurement Unit）可以进行惯性乃至振动的测量。
但是，由于惯性测量单元的尺寸较大、成本较高以及测量频率范围过窄而难以用于数控机床和机器人行业。
采用DAS加速度传感器可以很好的适应数控机床应用，它具有尺寸紧凑（约100x100x30 mm）和测量频率范围近于电机频率（约100 Hz）以及占用数控机床整机的成本较小（约占整机成本5%）等特点。
同时，由于采用以太网（Ethernet）技术，DAS加速度传感器的数据采集频率约为100 Mb/s，可以满足数控系统对采样周期的较高要求。
在硬件结构上，DAS加速度传感器采用大量的平面线性加速度计进行排列，能够进行直线加速度和角加速度的测量，可测量轴数达6个。
在软件功能上，DAS 加速度传感器中有丰富的DAS API库函数，能够通过Ethernet UDP和简单的客户/服务器协议与计算机进行通讯，允许用户在Windows和Linux下开发多种应用，完成较为复杂的工作。
图2. DAS加速度传感器2.基于DAS加速度传感器估算TCP速度验证通过加速度传感器的DAS API库，可以对采集到的加速度传感器的加速度信息进行贝叶斯估算和传感器融合算法进行中心点TCP速度的估算。
电动机的振动标准测量标准
电动机的振动标准测量标准
电动机的振动是指电动机在运行中产生的机械振动，通常由于电动机的不平衡、轴承磨损、电机定子和转子的变形等因素引起。
振动会对电动机的性能和寿命产生影响，因此需要对电动机的振动进行标准测量。
电动机振动测量的标准通常包括以下几个方面：
1. 振动测量位置
电动机振动测量时，应该选择在电机定子和转子的轴线上进行测量。
同时，应该选择在电机轴承部位进行测量，因为这些部位是电机振动最为明显的地方。
2. 测量方法
电动机振动测量可以采用加速度传感器、速度传感器和位移传感器等多种方法。
其中，加速度传感器是最为常用的一种方法。
在进行测量时，应该选择合适的传感器，并根据传感器的特点进行相应的调整。
3. 测量参数
电动机振动测量时，通常需要测量以下几个参数：振动加速度、振动速度和振动位移。
其中，振动加速度是最为重要的参数之一，它可以反映出电机振动的强度和频率。
4. 测量标准
电动机振动测量的标准通常包括两个方面：振动幅值和频率。
振动幅值是指电机振动的大小，通常以毫米或微米为单位进行表示。
频率是指电机振动的频率，通常以赫兹为单位进行表示。
5. 测量结果分析
电动机振动测量完成后，需要对测量结果进行分析。
如果测量结果超出了标准范围，则需要对电机进行维修或更换。
综上所述，电动机振动标准测量标准包括振动测量位置、测量方法、测量参数、测量标准和测量结果分析等多个方面。
通过对这些方面进行综合考虑，可以有效地保证电动机的正常运行，并延长电机的使用寿命。
加速度传感器振动测量实验指导书
加速度传感器振动测量实验指导书一. 实验目的1. 通过本实验了解并掌握机械振动信号测量的基本方法。
二. 实验原理1. 振动测量原理机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。
机械振动在大多数情况下是有害的，振动往往会降低机器性能，破坏其正常工作，缩短使用寿命，甚至导致事故。
机械振动还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。
另一方面，振动也被利用来完成有益的工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。
这时必须正确选择振动参数，充分发挥振动机械的性能。
在现代企业管理制度中，除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外，还需随时对机器的运行状况进行监测、分析、诊断，对工作环境进行控制。
为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械结构的振动分析和振动设计。
这些都离不开振动测试。
振动测试包括两种方式：一是测量机械或结构在工作状态下的振动，如振动位移、速度、加速度、频率和相位等，了解被测对象的振动状态，评定等级和寻找振源，对设备进行监测、分析、诊断和预测。
二是对机械设备或结构施加某种激励，测量其受迫振动，以便求得被测对象的振动力学参量或动态性能，如固有频率、阻尼、刚度、频率响应和模态等。
振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。
幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。
频率：不同的频率成分反映系统内不同的振源。
通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，从而寻找振源，采取相应的措施。
相位：振动信号的相位信息十分重要，如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源振动控制、降噪等。
对于复杂振动的波形分析，各谐波的相位关系是不可缺少的。
在振动测量时，应合理选择测量参数，如振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据；振动速度决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。
电机振动测量方法
电机振动测量方法
电机振动测量是通过对电机振动信号进行分析，在电机运行过程中，通过测量电机振动信号的幅值、频率和相位等参数，来评估电机的运行状态以及可能存在的故障。
常用的电机振动测量方法有以下几种：
1. 加速度传感器法：使用加速度传感器将电机振动信号转化为电信号，通过测量加速度来评估电机振动情况。
该方法可以测量电机在不同方向上的振动，并可以得到振动的时域和频域信息。
2. 速度传感器法：使用速度传感器来测量电机的转速，并根据转速的变化来评估电机振动情况。
该方法可以快速获取电机转速和振动频率的关系。
3. 位移传感器法：使用位移传感器来测量电机轴向或径向的位移，并根据位移的变化来评估电机振动情况。
该方法可以得到电机轴向或径向的振动情况和变化趋势。
4. 频谱分析法：对电机振动信号进行频谱分析，得到振动信号在不同频率上的能量分布情况。
通过分析频谱可以判断电机是否存在故障，如不平衡、轴承磨损等。
5. 小波分析法：使用小波分析方法对电机振动信号进行分析，可以得到不同尺度下的振动信号信息，对于不同频率范围的振动信号有更好的分辨能力。
以上方法可以单独应用或结合使用，根据具体的需求和电机特点选择合适的测量方法，进行电机振动的监测和分析。
用加速度传感器测量振动位移的方法
用加速度传感器测量振动位移的方法
用加速度传感器测量振动位移的方法：
1、电涡流式振动传感器
电涡流式振动传感器是涡流效应为工作原理的振动式传感器，它属于非接触式传感器。
电涡流式振动传感器是通过传感器的端部和被测对象之间距离上的变化，来测量物体振动参数的。
电涡流式振动传感器主要用于振动位移的测量
2,电感式振动传感器
电感式振动传感器是依据电磁感应原理设计的一种振动传感器。
电感式振动传感器设置有磁铁和导磁体，对物体进行振动测量时，能将机械振动参数转化为电参量信号。
电感式振动传感器能应用于振动速度、加速度等参数的测量。
3、电容式振动传感器
电容式振动传感器是通过间隙或公共面积的改变来获得可变电容，再对电容量进行测定而后得到机械振动参数的。
电容式振动传感器可以分为可变间隙式和可变公共面积式两种，前者可以用来测量直线振动位移，后者可用于扭转振动的角位移测定。
4、压电式振动传感器.
压电式振动传感器是利用晶体的压电效应来完成振动测量的，当被测物体的振动对压电式振动传感器形成压力后，晶体元件就会产生相应的电荷，电荷数即可换算为振动参数。
压电式振动传感器还可以分为压电式加速度传感器、压电式力传感器和阻抗头,
5、电阻应变式振动传感器
电阻应变式振动传感器是以电阻变化量来表达被测物体机械振动量的一种振动传感器。
电阻应变式振动传感器的实现方式很多，可以应用各种传感元件，其中较为常见的是电阻应变片。
加速度传感器在机械振动监测中的应用
加速度传感器在机械振动监测中的应用加速度传感器是一种常见且广泛应用的传感器，它可以测量物体在空间中的加速度，并将这些数据转化为电信号进行处理和分析。
在机械振动监测中，加速度传感器的应用起着至关重要的作用。
首先，加速度传感器可以帮助监测机械设备的振动情况。
随着机械设备的长时间运行，振动问题很容易出现，可能会导致设备的损坏甚至故障。
因此，及时监测和分析机械设备的振动状态对于保护设备和预防事故发生至关重要。
而加速度传感器可以精确地测量机械设备的振动幅度和频率，通过这些数据的分析可以判断出设备是否存在振动过大或异常振动的情况。
其次，加速度传感器还可以帮助判断机械设备的运转状态。
机械设备的振动也会受到其运转状态的影响，如转速、负荷等。
通过加速度传感器的测量，可以获取到振动的频率谱，并结合设备的运转状态数据进行分析，从而准确地判断设备的运转状态。
比如，如果设备的振动频率发生了明显的变化，可以判断设备的运转状态可能存在异常，需进一步进行检修或维护。
此外，加速度传感器在机械振动监测中还可以用于实时监控和预警系统的建立。
通过安装多个加速度传感器，可以对机械设备的振动情况进行全方位的监测。
将传感器采集到的数据传输给中央监测系统，可以实时监测设备的振动情况，并通过数据分析进行预警和告警。
当机械设备的振动超过设定的阈值时，系统可以自动触发报警，及时通知操作人员采取相应的措施，避免可能的故障和事故的发生。
另外，加速度传感器在机械振动监测中还可以与其他传感器相结合，实现更精确的监测和分析。
例如，结合温度传感器，可以分析设备在不同温度下的振动情况；结合压力传感器，可以分析设备在不同负荷下的振动情况。
通过多种传感器数据的综合分析，可以更准确地判断机械设备的振动状况和运转状态，提前预防潜在的故障。
综上所述，加速度传感器在机械振动监测中的应用是非常重要的。
它可以帮助监测机械设备的振动情况、判断设备的运转状态、实时监控和预警系统的建立，同时还可以与其他传感器相结合进行更精确的分析。
电机震动的测量方法
电机震动的测量方法电动机振动会加速电动机轴承磨损，使轴承的正常使用寿命大大缩短，且在工作时会发出很大的噪声。
同时，电动机振动将使绕组绝缘下降。
电机的震动测试可以有效检查电机的当前工作状态，评估电机的工作性能。
1、震动测量系统的组成在测量电机震动的时候，最好配合电机测试台架。
电机测试台架能够模拟各种工况，在不同工况下测量的震动状态更加全面。
震动传感器负责采集震动数据，上位机软件负载处理数据且以报表、曲线的形式展现出来图1 测震测量系统框图2、震动传感器的选择震动传感器是将被测震体的震动参数转换成适当的电参数，目前广泛采用的震动传感器是加速度型传感器。
按照震动传感器的原理有以下几种：磁电式传感器、压电式传感器、电阻式传感器、电容式传感器。
按照传输方式又可分为;有线、无线，无线传感器具有的优势是便于安装、防止测量信号衰弱。
图2 震动传感器3、被测电机的安装为了提高电机震动的测量精度，不引入其他的震动干扰信号，应该保证电机安装在一个非常牢固的工装下。
原则上对轴中心高度不超过450mm的电机可以选择弹性安装，对轴中心高超过450mm时应当采用刚性安装。
4、电机震动测试点配置一般电机的测试点为6点，具体的安装位置如下列图所示，传感器及其安装附件的总重量应小于电机毛重的1/50。
图3 传感器安装点传感器与被测电机应该保持良好的接触，检测头可采用磁性底座、胶粘或螺纹拧接安装方式，为了便于施工建议采用无线震动传感器。
图4 无线震动传感器安装5、电机震动限值在上位机软件一般会显示震动情况、当前的转速、轴中心高度、测试点位置等信息，用于综合评估电机的性能。
不同轴中心高的电机度对于震动要求不一样，测量结果是否到达国标要求，具体参考《GB 10068-20** 轴中心高为56mm 及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值》。
图5 测试结果。
电机测振方法及振动标准
电机测振方法及振动标准测振仪测振仪也叫测震表振动分析仪或者测震笔，是利用石英晶体和人工极化陶瓷(PZT)的压电效应设计而成。
当石英晶体或人工极化陶瓷受到机械应力作用时，其表面就产生电荷。
采用压电式加速度传感器，把振动信号转换成电信号，通过对输入信号的处理分析，显示出振动的加速度、速度、位移值。
正面测振仪实拍图测振仪显示屏实拍图（m/s²（加速度）、mm/s（速度）、或mm（位移）、HI（高频）、LO（低频））测振仪实拍图（电池为9V）使用方法根据测量的需要，在测量前分别拨动仪器顶部的两个拨动开关，使仪器处于速度（mm/s）、加速度（m/s²）、或位移（mm）的测量状态，然后再按下测量键进行测量。
注：测量电机振动时位移（mm）即振幅、速度（mm/s）即振速测量加速度时，将开关置于加速度档，使显示屏指示单位箭头指向“m/s²” 同时根据实际需要拨动频率档使频率指示箭头指向“高频（HI）”或“低频（LO）档。
测量速度时，将开关置于速度档，指示单位箭头指向“mm/s”测量位移时，将开关置于位移档，指示单位箭头指向“mm”注：在进行速度或位移测量时，频率没影响，但应将开关拨至高频或低频任意一档。
数值换算及读取1 mm （毫米） = 100 丝1 mm （毫米）=1000um（微米）1um（微米）=0.001毫米(mm)=0.1丝10um（微米）=1丝1丝=0.01 mm （毫米）1丝=10um（微米）电机振动标准电机振动的原因很多，8极以上大极数电机不会因为电机制造质量问题引起振动。
振动常见于2~6极电机，GB10068-2000，《旋转电机振动限值及测试方法》规定了在刚性基础上不同中心高电机的振动限值、测量方法及刚性基础的判定标准，依据此标准可以判断电机是否符合标准。
（1）额定转速750r/min以下的转机，轴承振动值不超过0.12mm；（2）额定转速1000r/min的转机，轴承振动值不超过0.10mm；（3）额定转速1500r/min的转机，轴承振动值不超过0.085mm；（4）额定转速3000r/min的转机，轴承振动值不超过0.05mm。
电机振动传感与分析方法研究
电机振动传感与分析方法研究电机在工业生产中起到至关重要的作用，其振动情况直接关系到设
备运行的稳定性和性能。
因此，对电机振动进行有效传感与分析方法
的研究具有重要意义。
本文将从传感技术和振动分析方法两方面展开
探讨。
传感技术方面，目前常用的电机振动传感器主要包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器。
加速度传感器是应用最为广泛的一种传感器，它能够实时检测电机振动的加速度值，并将数据传输至振动分析
设备。
速度传感器则可以较为准确地监测电机振动的速度变化，适用
于一些对振动速度有特殊要求的场合。
而位移传感器则主要用于测量
电机振动的位移情况，能够提供更为详细的振动信息。
在振动分析方法方面，常用的技术包括频域分析、时域分析和阶次
分析等。
频域分析是指将振动信号转换为频谱信号，通过分析信号的
频率成分来获取振动的特征信息。
时域分析则是对振动信号的波形进
行分析，了解振动信号的时间特性。
而阶次分析则是针对电机转子、
传动系统等部件的旋转特性进行分析，旨在研究振动信号中的阶次成分。
针对电机振动的研究，传感技术和振动分析方法的结合是至关重要的。
传感技术提供了实时、准确获取电机振动数据的手段，而振动分
析方法则能够对这些数据进行深入分析，找出电机振动的原因和规律。
通过不断深入研究，不断改进传感器技术和振动分析方法，将有助于
提高电机运行的稳定性和性能，为工业生产的发展做出贡献。
测量电机轴承振动值的原理
测量电机轴承振动值的原理
测量电机轴承振动值的原理是基于振动传感器的工作原理。
振动传感器可以通过测量物体的振动，将振动信号转化为电信号。
常用的振动传感器有加速度传感器和速度传感器。
在测量电机轴承振动值时，通常使用加速度传感器。
加速度传感器内部装有质量块，在物体振动时，质量块也会随之振动，产生加速度。
然后，加速度传感器通过压电材料或电磁感应原理，将质量块的振动转换为电信号。
这个电信号会被传感器内部的电路放大和处理。
最后，通过与测量设备连接，可以将电信号转化为振动值。
通常，测量设备还会对振动值进行更进一步的处理和分析，如频谱分析、波形图等，以获取更详细的振动信息。
通过测量电机轴承振动值，可以判断轴承的状况、故障类型和严重程度，以及进行轴承的健康状态监测和预防性维护。
加速度传感器的振动试验
试验 大纲应包括如 下 内容 ： 画出试验设备 方框 图 ， 出试验 设备清 提 单 ， 中包括激励设备 、 其 测量分析设备 和支持 设备（ 含试 验夹具 ） ； 等 计算 试验参数 ， 如加速度值 、 幅值 、 振 速度 值等 ， 正弦扫频试 验时， 做 还要算 出 扫描速 率、 试验循环次数等 ； 确定试验 控制方 法和测量控 制点的位置 ； 制 定 详细的试验程序 和试 验步骤 ； 针对试验 任务书所提 的失效 判据 ， 出 提
实现 。
２４２ 试 件 的 试 验 前检 测 ．．
（） １质量 Ｍ 的确定。 在确定质量 Ｍ时必须包括试件质量 、 质量、 夹具 动圈质量 、 扩展 台面质量 、 平滑台 的滑板 和连接 头以及紧 固螺钉等所 水 有随动圈振动的质量 ， 质量 Ｍ 不得 大于设备允许 的最 大负载质量 ， 否则 会超过振 动台支承系统 的承载能力而造成设备 的损坏 。 （） ２ 激振力的确定 。 激振力是指振动试验 台作用在活动部分质量 （ 动 圈、 、 夹具 试件等 ） 的作用力 。 振动试验台的激振力 由试验的加速度 幅值、 振动台活动 系统的质量 和试件及夹具的质量决定 。其关 系为 ：
验是环境试验 中非常重要 和必要 的试验之一 。
用实 例数据来制定试验 条件 ； 二是 在无法 得到实例数据 的情况下 ， 参照
１ 振 动试 验的 目的和 类型
振动试 验的目的在于确定产 品能否经受住预定频率 的振动条件并可 靠地工作 ， 反映产品对振动环境 的适应性和考核其结构完好性 ， 以保证产 品具有高可靠的质量 。 振动试验 可分为随机振动和正 弦振动两大类 ， 随机 振动能够比较 真实地模拟导弹、喷气式飞机和火箭发动机等产生 的随机 振动环境 ， 能够检验同时发生的多模态响应所造 成的振动破坏 ； 正弦振动 是普遍应用的振动试验方法， 在谐振检查 、 验样品损坏或故障分析等方 试 面具有突出的优点。随机振动与正弦振动在试验上有一定的差异 ： 第一 ，
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基于加速度传感器的电机振动测量摘要电机是现代生产中的重要电气设备，从大型的工业电机到小型的家用电器，电机都是随处可见的，电机的故障会对生产造成重大影响，因此需要监测电机的运行状态。
为监测电机的运行状态，本文通过加速度传感器来测量电机振动的大小，并通过微控制器对电机加速度信号进行采集，并将它传输给电脑；利用电脑软件对采集的加速度信号进行频域积分得到速度信号，再与电机振动判断标准进行对比分析,从而判断电机运行状态, 确定修复时机，为电机提供检修依据。
关键词：加速度；振动测量；信号处理；故障分析Measure the vibration of motor based on the accelerationsensorAbstractThe electric motor is one sort of the most important electric equipments in modem manufacturing．From large industrial motors to small appliances, electric motors are everywhere. Its failure would produce a significant impact on the motor,therefore, we need to monitor the operating status of the motor.In this paper, in order to monitor the motor running, size of the motor vibration is measured by the acceleration sensor, and uses the microcontroller to collect the motor acceleration signal and transfer it to the computer. The acceleration frequency-domain signal is integrated into the speed signal in the computer, and then the speed signal is compared with the motor vibration criteria, to provide the basis for the maintenance of motor. We can determine the timing of repair.Keywords:Acceleration sensor, Vibration Measurement, Signal Processing, Failure Analysis目录第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2电机振动特性 (1)1.2.1 振动参数 (2)1.2.2 振动标准 (3)第2章电机振动测量装置设计 (6)2.1采集模块介绍 (6)2.1.1 MMA8452加速度传感器 (7)2.1.2 控制器NXP ARM LPC1114 (8)2.1.3 电源模块 (8)2.2接口转换模块设计 (9)2.2.1 TTL信号转485信号 (9)2.2.2 RS-485信号转RS-232信号 (10)2.2.3RS-232转USB信号 (10)第3章振动信号采集 (12)3.1信号的采集 (12)3.1.1 读取数据模块 (13)3.1.2 信号发送 (18)第4章振动信号处理 (20)4.1振动加速度信号与速度信号之间的转换 (20)4.2信号转换的实现 (21)4.3实际测量结果 (24)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录A 译文 (30)附录B 外文原文 (38)附录C 程序代码 (46)第1章绪论1.1 引言随着科学技术的发展，电机已经成为我们生活中不可缺少的一部分，从大型的工业电机到小型的家用电器，电机都是随处可见的，因此电机是否正常工作对我们日常生活的好坏有很大影响。
电机振动主要由电枢不平衡、电磁力、轴承磨损、转轴弯曲和安装不良使电机与负载机械的轴心线不对中或倾斜等原因引起的。
电机振动大小必须要满足国家的电机振动标准,否则会造成很严重的后果。
现在,电机振动标准主要是用振动速度的有效值来衡量。
测试和诊断电机振动好坏的基础是采集和处理电机的振动信号，因此我们在测量时必须要有一个电机振动测量、处理和诊断的系统。
电机振动测试通常是用加速度传感器记录加速度信号。
然后再用傅里叶变换来进行频谱分析。
在过去的几十年里，小波分析、时频联合分析、独立分量分析等信号处理的新方法有了很大的发展，为电机振动的深入研究提供了条件。
在故障诊断中取得了出色的效果。
1.2 电机振动特性电机振动是因为电磁，能量转换，机械振动等物理因素引起的。
电机产生振动的原因包括[1]：1．电磁力：电磁力作用在定子和转子之间的空隙中，它的力波在气隙中是旋转的或者是脉动的，力的大小和电磁负荷、电机有效部分的结构和计算参数有关。
由电磁力产生的振动大小与作为振荡系统的定子特性有很大的关系，大多数电机的电磁振动都在100—4000Hz频率范围内；2．轴承：轴承产生的振动和轴承本身的制造质量、轴承配合面的加工精度、固定轴承位置的轴承盖相对电机机座的锁紧面加工精度等有关：3．转子的机械不平衡：转子的不平衡能产生显著的振动，特别是3000rpm和更高转速的高速电机中非常明显[2]。
1.2.1 振动参数振动有三个基本参数，分别是振幅、频率和相位。
其中振幅可用位移、速度和加速度来表示。
在测量过程中我们一般在振动频率小于10H z 时测量位移，当频率在10H z 到1kH z 时测量速度，而当振动频率大于1kH z 时测量加速度[3]。
电机振动一般是中频振动，所以在测量时要得到振动的速度信号。
我们也可以用频率分析仪测量振动频率，用示波器显示振动相位。
电机振动是运动的一种，所以它的加速度、速度、位移三者之间的关系和运动一样，三者都是微积分的关系：()()()()()()()t d t v t a dtt a t v t d t v ''='=='=⎰或 (1.2-1)()()()()t d t a dt t v t d 2⎰⎰⎰== (1.2-2)式中：以d(t) 为振动位移，v(t)为振动速度，a(t)为振动加速度。
在物理意义上，位移体现了振动质点相对参考点的瞬时位置；速度是单位时间内的位移，反映振动质点运动的快慢程度；加速度是速度的变化率，反映速度变化的快慢。
但是它们之间是有着很紧密的联系，例我们假设瞬时位移为：()()ft D t d M π2cos =则：()()()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-='=22cos 22cos 22sin 2πππππππft V ft fD ft fD t d t v M M M (1.2-3)()()()()()()ππππππππ+=+=+-='=ft A ft D f ft fV t v t a M M M 2cos 2cos 22cos 22 (1.2-4)推导可得： M M A f V π21=(1.2-5) ()M M M A f V f D 22121ππ== (1.2-6) 式中M M M A V D 分别为振动的位移、速度、加速度。
从上面的式子我们可以看出：当振动加速度一定时，速度和振动频率成反比，位移和振动频率的平方成反比；当振动的位移一定时，速度和振动的频率成正比，加速度和振动频率的平方成正比。
所以位移对低频振动比较敏感，加速度对高频比较敏感，而速度参量对频率的敏感度在位移和加速度之间。
所以我们在对高频故障（如滚动轴承、齿轮箱故障等）或高速设备进行测量时，应选加速度为参考量；在对低频故障（如不平衡、不对中等）或低速设备测量时，应选位移为参考量；而在进行振动的总体状态测量时，都是选速度为参考量。
正是由于这样，国际ISO-2372振动烈度标准是以振动的速度为参考量的。
我们在测量振动是要将我们测得的物理量变为速度参量。
1.2.2 振动标准国际上流行的标准很多，但是一般较集中在振幅（位移）、速度和加速度上。
其建立的理论依据为美国齿轮制造协会（AGMA ）提出的机械（滚动轴承）发生振动时的预防损伤曲线。
见图1-1。
图1-1由图可见，频域在10Hz以下，位移是恒定的，所以通常把位移作为振动标准进行比较；当振动的频域在10Hz--1KHz时，速度是恒定不变的，所以把速度作为判断振动好坏的依据；而在1KHz以上高频域时，加速度是一定的，以加速度作为判定标准[4]。
前人的研究已经理论证明[4]，电机振动部件的疲劳与振动的速度成正比，振动所产生的能量与振动速度的平方成正比，能量传递的结果造成磨损和其它缺陷，一因此在振动判断标准中，无论从疲劳损伤还是磨损等缺陷来说，以速度标准最为适宜。
对于低频振动，主要考虑位移破坏，这种破坏的实质是疲劳强度破坏，而不是能量破坏；对于1KHz以上的高频域，主要考虑冲击和共振破坏。
1. 振幅（位移）标准如图1-2图1-2 振动位移标准有大型旋转机械的振幅标准、电厂用汽轮机振幅标准、化工部颁发的部分设备标准、部分引进日本设备的振幅标准、大型机组相对位移标准和金属切削机床位移标准。
在金属切削机床位移标准中，普通车床位移标准为5.00-25.4μm；平面磨床位移标准为1.27-5.0μm；外国磨床位移标准为0.76-5.0μm。
2. 速度标准[4]此标准是国际化组织在德国标准VDI2056和英国标准BS4675的基础上制定的,见表1-3。
表1-3速度标准注：（1）I型为小型电机（小于15KW的电动机）；II型为中型电机（15KW-75KW 的电动机等）；III型为大型原动机（硬基础）；IV型为大型原动机（弹性基础）。
（2）A、B、C、D为振动级别，A级好，B级满意，C级不满意，D级不允许。
测量速度RMS应在轴承壳的三个正交方向上。
第2章电机振动测量装置设计本次设计的装置是一个将微控制器与PC机联合在一起的信号处理装置，它从整体上分为三个部分：采集模块、接口电路转换模块和PC机处理模块如图2-1。
图2-1装置结构图采集模块负责对信号进行采集；接口转换模块负责将采集的信号传输给PC机，同时负责将PC机的控制指令传递给采集模块；PC机处理模块负责对接收到的信号进行处理。
2.1 采集模块介绍本模块设计包括：传感器部分，用来采集振动的加速度信号；控制部分，用来初步处理数据并将数据进行接发收；信号传输部分，将传感器采集的信号传输给控制器；电源部分，为整个装置提供电源。