振动变送器的研究与实现
振动变送器的工作原理
振动变送器的工作原理
振动变送器是款稳定可靠的吸附式一体化振动传感器，可灵活的在恶劣环境中实时稳定的运行测量机械的结构振动。
24V的供电电源，直接与DCS计算机系统连接使用。
振动变送器利用切割磁力线产生的输出信号转换成电压信号的工作原理，与振动速度值成正比。
振动变送器兼顾的测量领域，监测的轴承盖上汽轮机、电机的振动速度值以及它们的振动幅度都完全达到了国际对旋转机械装置的设备机器的提出的技术参数要求。
振动变送器精密的测量轴承振动幅度，能将传统的振动传感器电路工况集成在一起，准确的测量了轴承汽轮机的高精度的微小振动（微小振动值达到了0.01mm），为提前诊断轴承机械的故障以及它们的整体综合工况提供了最有利的数据信息。
振动变送器通用性非常广，普通的电压表就能开始运行工作。
较好的灵活性，能广泛用于风机厂、磨机设备等领域，能为这些领域的企业避免一切安全隐患，为企业的安全生产做出巨大的贡献！。
振动变送器的类型与原理
振动变送器的类型与原理
振动变送器设备测量技术不单用于寻找振源，振动强度和可靠性、隔振、减震、舒适性等问题分析，而且近年来又成功应用于重要机械设备的监测和控制、预报、识别和分析故障方面。
这样极大的提高了机械设备的效率于可靠性。
振动传感器的类型与原理
1、振动信号的描述与信号表达形式工程振动量值的物理参数常用位移、速度和加速度来表示。
由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很小，且位移、速度和加速度之间都可互相转换，所以在实际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量。
常用单位为：米/秒2 (m/s2 )，或重力加速度(g)。
描述振动信号的另一重要参数是信号的频率。
绝大多数的工程振动信号均可分解成一系列特定频率和幅值的正弦信号，因此，对某一振动信号的测量，实际上是对组成该振动信号的正弦频率分量的测量。
对振动变送器主要性能指标的考核也是根据传感器在其规定的频率范围内测量幅值精度的高低来评定。
2、振动信号测量方式最常用的振动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻式、电容式、电感式以及光电式。
压电式加速度传感器因为具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用方便，所以成为最常用的振动测量传感器。
在工程中测量振动的方法有：机械法、光学法、电测法。
其中，电测方法应用最广泛，是将机械振动量转化为电量，再对电量进行测量、转换，使其成为信号输出。
压电式振动变送器工作原理
压电式振动变送器工作原理
压电式振动变送器的工作原理如下：
将能量转化为振动信号的压电晶片被固定在测量对象上方的机械振动系统中，测量对象则通过机械系统传递给振动晶片并产生振动。
振动晶片通过将机械振动转化为电信号来检测振动的特性，这种电信号的频率与机械振动的频率成正比。
传感器的电路测量这个频率，然后将它转换为标准的电信号输出。
当被测量物体振动时，会产生压电晶体的振动，产生电势。
将这个电势信号经过放大、整流、滤波等处理后，输出一个与被测量振动信号强度成正比的电压或电流信号，从而达到对振动信号进行检测、测量的目的。
压电式振动变送器的特点是灵敏度高、测量精度高、抗干扰能力强、可靠性好等。
它广泛应用于机械制造、安全监测、风电、汽车制造、建筑结构等领域中的振动检测、控制等方面。
震动器研究报告
震动器研究报告
震动器是一种利用振动力来实现工业和机械设备振动控制的装置。
它可以通过改变振动频率和幅度，达到不同的效果，例如减少机器运
转时的噪音和振动，提高生产效率和产品质量。
震动器的研究始于19世纪末期，当时人们开始发现振动可以对
生产、工业和机械设备等方面产生重要影响。
20世纪初期，震动控制
技术开始得到广泛应用，特别是在航空、汽车、铁路和建筑等工程领域。
现代震动器采用了许多高新技术，例如电磁、压电、液压和气动
等技术，具有良好的控制性能和灵活性。
通过计算机模拟和实验验证，可以确定最佳的振动参数，以实现最佳的效果和控制。
在工业和机械设备的运行过程中，振动对设备和工人的健康和安
全产生了重要影响，因此震动控制技术的应用变得愈发重要。
越来越
多的工业制造商和机械设备制造商正在考虑并采用震动控制技术来提
高生产质量，减少故障率和降低维护成本。
总之，震动器的研究和应用领域已经得到广泛的关注和应用，它
可以在不同的领域和行业中发挥重要作用，从而实现生产效率和产品
质量的提高。
轴振动变送器 变送器工作原理
轴振动变送器变送器工作原理二线制单通道确定振动变送器。
紧要用于在线实时测量旋转机械的确定振动。
输出振动的速度、加速度、位移等。
可以早期发觉、报警、保护旋转机械，使机器的运转寿命加长，机组的维护和修理周期缩短。
旋转机械的状态监测的一个紧要参量是机器的确定振动。
机器的确定振动是通过速度、加速度、位移来标识的。
电气指标1.工作电源（Power）：22～30VDC，30mA2.频响：（3dB）加速度：2.0Hz～10KHz速度：10Hz～10KHz位移：10Hz—3.0KHz加速度（低频选项）：0.5Hz～100Hz 速度（低频选项）：0.5Hz～100Hz 位移（低频选项）：0.5Hz～100Hz 3.缓冲输出（Buf Out）原始信号的输出；直流偏置：10VDC输出阻抗：5004.外接传感器灵敏度（Sensor）：可以依据传感器的灵敏度选择外接传感器：速度传感器、加速度传感器5.总振动输出（4—20Ma）：4—20mA，可以驱动750负载物理指标1.尺寸：78mm70mm37mm投入式液位变送器的测量方式有哪些？在投入式液位变送器生产过程中的物位测量，不仅有常温、常压、一般性介质的液位、料位、界面的测量，而且还碰到高温、低温、高压、易燃、易结晶、黏性及多泡沫沸腾状介质的物位测量问题。
为适应生产过程被测对象的特点，充分物位测量的不同要求，目前已经建立了多种物位测量方法，依照测量原理，这些方法可以分成以下几类：直读式物位测量。
用与容器相连通的玻璃管或玻璃板来显示容器中的液位高度，这种方法最原始，但仍旧得到较多的应用。
压力式物位测量。
依据流体静力学原理，静止介质内某一点的静压力与介质上方自由空间压力之差与该点上方的介质高度成正比，因此可以利用差压来测量物位，这种方法一般常用于液位测量。
浮力式物位测量。
利用漂流于液面上的浮子随液面变化位置，或者部分浸没于液体中的浮子所受到的浮力随液位而变化来进行物位测量。
前者称为恒浮力法，后者称为变浮力法，这两种方法可用于液位或界面的测量。
振动变送器测量的物理现象
振动变送器测量的物理现象
众所周知，振动是广泛存在于自然界和人类社会生活中的一种物理现象，直观地形容，振动是一种动态现象，是我们观察到的某一平衡位置上的往复运动。
振动是一种或多种力的作用导致结构中的能量的传递和储存引起的。
有些振动是我们需要的，在工农业生产、社会生活、医疗保健等方面均有广泛的应用。
比如在建筑工地，用机器将水泥沙浆捣实，利用超声振动进行清洗、焊接等。
有些振动又是需要避免的，比如环境噪声、桥梁谐振等。
振动变送器振动测量可以提供振动加速度、速度和位移，为工业生产提供依据，保证仪器设备的安全、可靠，还可以为仪器工作过程中提供各振动参数数据，使控制系统根据测试数据对仪器的工作状态进行控制，保证正确的工作状态，以便提高工作效率。
振动变送器利用敏感元件的等效RLC电学模型，可以在同一环境下对加速度传感器进行系统仿真设计，从而优化微机电系统;能够方便研究其振动位移响应，对敏感元件的机械参数进行优化设计。
固有频率的设计极为重要。
满足待测加速度的频率远远小于固有频率的条件时，可以使可动电极上的输出电压与外界加速度呈线性关系。
可动电极上的输出电压再通过后续的读出电路读出，使传感器最终输出的电压与待测加速度成线性关系。
适用于工业现场的三轴压电式一体化振动变送器的原理及设计
适用于工业现场的三轴压电式一体化振动变送器的原理及设计今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种适用于工业现场的三轴压电式一体化振动变送器。
该专利由扬州熙源电子科技有限公司申请，并于2017年12月8日获得授权公告。
内容说明本发明涉及一种速度传感器，特别涉及一种三轴压电式速度传感器。
发明背景工业自动化的核心是传感器，工业生产各个组成环节都需要传感器进行监控，并把数据反馈给控制中心，当出现异常时提前报警，以便及时进行预防和维护，保证工业生产正常进行。
压电式速度传感器是利用压电原理制作的用于测量振动、位移、转速等参数的测量仪器，三轴压电式速度传感器可以同时测量三个方向的振动信号，应用于发电、钢铁、冶金、化工、轨道交通等工业领域内的旋转和往复运动等相关的机械设备的测量。
目前，工业现场使用的三轴速度传感器输出的信号是电压信号，在复杂的工业环境下因为各种工业电气噪音干扰，传感器输出的信号传送到控制中心时往往叠加了各种干扰信号，直接将其送入数据采集终端进行模数转换，实际精度和线性度大受影响；另外，工业现场往往需要将传感器输出的信号通过很长的传输线进行传输，传输线的电阻会产生电压降，那么接受端的信号就会产生误差；还有，工业现场环境复杂，往往出现现场接地不可靠的问题，此时传感器的输出信号就会不稳定，出现偏差。
发明内容本发明的目的是提供一种适用于工业现场的三轴压电式一体化振动变送器，解决工业现场三轴速度传感器输出电压信号干扰严重、电压信号误差较大、信号传输不稳定的问题，使得检测到的速度数据更加稳定可靠。
本发明的目的是这样实现的：一种适用于工业现场的三轴压电式一体化振动变送器，包括方形三维坐标外壳，方形三维坐标外壳上沿X轴、Y轴、Z轴方向分别开设有放置敏感组件的凹槽，凹槽内设置有敏感组件，且敏感组件经隔离板封闭在凹槽内；敏感组件包括套设在隔离罩内的基座，基座中心加工有垂直于基座的支撑板，支撑板上贯穿设置有螺栓，。
振动变送器测试方法研究
振动变送器测试方法研究振动变送器是一种常用的测量设备，常用于测量各种振动参数，如振动速度、振动加速度和振动位移等。
对于振动变送器的测试方法进行研究，可以确保其测量结果的准确性和可靠性。
振动变送器的测试方法主要包括以下几个方面：1. 前期准备：在测试之前，首先需要对振动变送器进行前期准备工作，主要包括检查振动变送器的连接状态、校准状态和电源状态等，确保它们处于正常工作状态。
2. 测量参数选择：根据实际的需求和测试目标，选择合适的振动参数进行测量，如振动速度、振动加速度和振动位移等。
还需要确定测量范围和精度要求。
3. 测量点的选择：在测试之前，需要确定测量点的位置。
一般来说，振动变送器应该安装在待测装置的振动中心位置，以获取最准确的振动信号。
5. 测量过程：开始测量之前，需要确保振动变送器和测量仪器之间的连接正确可靠。
然后，启动测量仪器，根据测量参数和测量范围进行相应的设置。
接着，激活待测装置，并记录测量仪器上显示的振动参数数值。
6. 数据分析：在测量完成之后，需要对测量数据进行分析和处理。
一般可以通过振动分析软件进行数据的导入和分析，计算振动参数的最大值、平均值和峰值等，以便进一步评估被测设备的振动状态。
振动变送器的测试方法研究是一个复杂而庞大的课题，需要深入研究和实践才能掌握。
上述提到的测试方法只是一个基本的框架，实际的测试过程可能还会根据具体情况进行调整和优化。
在进行振动变送器的测试之前，需要具备一定的专业知识和实践经验，并在实际操作中不断总结和改进。
振动变送器测试方法研究
振动变送器测试方法研究
振动变送器是一种用于测量物体振动的仪器，广泛应用于工业自动化等领域。
为确保振动变送器的准确性和性能，需要进行测试。
振动变送器测试方法可以分为以下几个方面：
1. 静态测试
静态测试是最简单的测试方法，可以用来测试振动变送器的灵敏度和范围。
测试时需要将振动变送器安装在一个稳定的基座上，然后施加一定的力或称重物体，通过观察振动变送器的输出信号来检测其灵敏度和范围。
3. 光电传感器测试
光电传感器测试是一种高精度的测试方法，可以通过使用激光位移计等精密仪器来测试振动变送器的灵敏度和范围。
该方法需要在振动变送器上安装一个光电传感器和一个反射镜，在一定的频率范围内进行测试。
测试结果能够提供更精确的数据并确保振动变送器的精度和可靠性。
4. 在线测试
在线测试可以在不干扰生产线进行的情况下测试振动变送器的工作状态。
该方法需要使用在线振动传感器来监测振动变送器的输出信号，并进行实时数据分析和处理。
在线测试可以提供更真实的数据，而且可以帮助快速检测异常情况并进行调整。
总之，振动变送器测试方法多种多样，根据不同的测试需要选择合适的方法。
对于工业自动化生产中使用的振动变送器，定期进行测试是非常必要的。
测试结果能够帮助确保设备的准确性和性能，并及时检测故障或问题，从而提高生产效率和产品质量。
振动变送器原理
振动变送器原理
振动变送器是一种常见的工业传感器，用于测量物体的振动或加速度。
其工作原理基于质量与弹簧的相互作用。
振动变送器通常由以下几个关键部件组成：质量块、弹簧、感应器和电路。
质量块用于感知物体的振动或加速度，而弹簧则用于提供固定的弹性支撑。
感应器则负责将质量块的运动转化为相应的电信号，电路则对这些信号进行放大和处理，最终输出一个与物体振动或加速度相关的电信号。
在工作时，当物体发生振动或加速度时，质量块会随之运动。
这个运动会引起弹簧的变形，其中包括弹簧的挠度和频率的变化。
感应器通常采用压电陶瓷或电感器等材料，它能够感知到质量块的运动变化。
感应器将这些变化转化为电信号，通过电路放大和处理后，最终输出一个与振动或加速度相关的电压或电流信号。
由于振动变送器的工作原理是基于质量与弹簧的相互作用，因此其原理比较简单且可靠。
它可以广泛应用于工业领域中，用于测量物体的振动或加速度，例如机械设备的运行状态监测、建筑物的结构安全监测等。
振动变送器说明
智能型数字信号输出的振动变送器，利用振动信号转换成电压信号，它的输出信号与振动速度值成正比关系。
测量各种压缩机、制氧机领域等机械设备监测振动测量，能够为企业机械设备工况提供最有利的数据说明。
振动变送器具备的较低的输出阻抗，能产生较高的信噪比，很快适应工业现场的各种环境，适应能力极强。
使用现场环境即使嘈杂，由于振动变送器的灵活性非常好，即运行设备很微小的振动，如振动值达到0.005mm,也能被变送器精确测量出。
振动变送器能测量低中高频率的振动领域，低频下限可达5Hz.。
较高的灵敏度以及较好的灵活性、稳定的可靠性，抗干扰能力强，振动变送器无论是在多恶劣中都能长期稳定的运行。
振动变送器能将有效值转换成两线制输出，在工程机械振动中，监测机械的故障，绝对振动值。
速度以及位移值。
便捷的与DCS计算机系统连接，可直接安装在外部。
因此，它的安装、维护、使用是很简单的。
振动变送器测试方法研究
振动变送器测试方法研究振动变送器是一种用来测量物体振动或震动的装置，常用于工业生产和实验室实验中。
本文将探讨振动变送器的测试方法，包括常用的测试步骤和注意事项。
振动变送器的测试方法可以从以下几个方面考虑。
1. 测试仪器的校准：在进行振动变送器的测试之前，首先需要对测试仪器进行校准。
校准过程包括检查仪器的精度和灵敏度，确保测试结果准确可靠。
如果发现校准不准确，需要进行相应的调整或更换。
2. 安装振动变送器：将振动变送器正确安装在需要测量的物体上。
确保振动变送器与物体之间有足够的接触面，以获取准确的振动数据。
3. 设置测试参数：根据实际需求设置测试参数，例如采样率、测试时间等。
这些参数可以根据测试目的和被测物体的特点进行调整。
4. 进行振动测试：启动测试设备，开始进行振动测试。
在测试过程中，可以观察振动变送器的输出信号，并记录相应的数据。
5. 数据分析和处理：将测试得到的数据进行分析和处理。
可以使用专业的数据分析软件或工具，对数据进行图表化展示，找出振动变送器的性能特点和被测物体的振动规律。
在进行振动变送器测试时，还需要注意以下几点。
1. 环境条件：测试环境应符合实际使用场景。
在工业生产中，可能存在噪声、震动等干扰因素，需要对测试数据进行相应的补偿或过滤。
2. 安全措施：在测试过程中，要注意安全措施，避免发生意外。
在进行高频振动测试时，应佩戴适当的个人防护装备，避免振动对人体造成伤害。
4. 故障排除：如果在测试过程中遇到振动变送器故障或异常情况，应及时排除故障。
可以检查连接线路是否正常、供电是否稳定等，如果无法解决，可以考虑更换振动变送器或进行维修。
振动变送器的测试方法包括校准仪器、安装变送器、设置测试参数、进行振动测试、数据分析和处理等步骤。
在测试过程中，应注意环境条件、安全措施、数据准确性和故障排除等方面的问题。
通过科学的测试方法和严格的测试流程，可以得到准确可靠的振动变送器测试结果。
振动变送器的技术指标介绍
振动变送器的技术指标介绍什么是振动变送器振动变送器是一种测量物质密度变化的传感器。
它们在过程自动化控制和监测中有着广泛的应用。
振动变送器通过感应物质的振动频率来测量密度的变化。
物质的密度会影响振动的频率，因此，通过测量频率变化，可以掌握物质的密度变化情况。
振动变送器的技术指标振动变送器的技术指标是判断其性能和质量的重要标准，以下是振动变送器的几个技术指标：1. 测量范围振动变送器的测量范围是指其能够准确测量物质密度变化的范围。
通常用单位重量或单位体积的百分比表示。
如果物质的密度变化超出变送器的测量范围，那么其输出将是不准确的。
2. 精度振动变送器的精度是指其测量结果与实际值之间的偏差。
标准的振动变送器精度通常在0.1％到0.5％之间。
高精度的振动变送器可以达到0.05％的精度，这些高精度的变送器通常被用在一些对精度要求比较高的场合。
3. 稳定性振动变送器的稳定性是指其输出信号的稳定性，即重复率和长期稳定性。
这对于一些需要长期运行和测量的场合尤为重要。
通常来说，振动变送器的重复率和长期稳定性越高，其性能就越好。
4. 响应时间振动变送器的响应时间是指其输出信号响应信号变化的速度。
响应时间可以通过振动变送器的设计和响应电路达到不同的速度。
在某些应用中，需要较短的响应时间，因此需要选择响应速度较快的振动变送器。
5. 信号输出方式振动变送器的信号输出方式通常有模拟输出和数字输出两种。
模拟输出的振动变送器输出为连续的模拟信号，数字输出的振动变送器输出则为数字信号。
普遍来说，数字输出的振动变送器具有更高的精度和可靠性。
但是，数字输出的振动变送器需要有相应的数字信号处理电路才能实现数字输出。
总结振动变送器是一种测量物质密度变化的传感器，其技术指标是判断其性能和质量的重要标准。
在使用振动变送器时，需要根据不同的应用场合，选择合适的振动变送器，保证其测量结果的准确性和稳定性。
振动变送器的发展势头
振动变送器的发展势头
工业自动化的大千机械世界，意味着振动变送器的崛起绝非偶然。
它摒弃了传统仪器仪表使用不便，逐渐的替代了传统仪器。
渐渐地深入到热电厂工业现场，水泥厂施工现场，并实现了高精度振动测量能直接连接PLC系统的连接使用。
事实证明，新一代振动变送器，满足了工业现场环境在使用传统仪器不能直接测量的这一优质性能，而且在使用功能上更加强大。
随着时间的推移，振动变送器的技术也在日益成熟，在引进好技术同时，研发并创新它的新功能，这就是发展的好势头。
振动变送器的种类繁多，防水型、吸附式、一体化、防爆型等。
防水型变送器除了在防水上的性能优越点，防爆型在防爆功能上能有效的防爆之外，适用于户外的安装使用。
除了以上两款，其他种类的变送器更适用于室内的使用安装。
以上所有的振动变送器在使用方法以及功能上基本上相同。
它们的共同点：统一的将传感器与电路集成起来，搭配使用PLC、DCS测量系统，能准确的测量出在压缩机、电机等电气设备装置上的振动速度，以及它微小的振动幅度。
以上种种说明，振动变送器的发展前景是可观的，它将是所有工业现场的首选仪器仪表。
振动变送器工作原理
振动变送器工作原理
振动变送器（也称作振动传感器或振动传递器）是一种用于测量机械设备振动情况的装置。
它的工作原理是利用振动现象与物体质量的关系来实现振动信号的转换。
振动变送器主要由振动传感器、电子信号处理器和输出传输设备组成。
振动传感器通常采用压电陶瓷材料制作，这种材料具有压电效应，即被压迫时产生电荷或电势的现象。
当机械设备工作时，产生的振动会使得振动传感器受力，压电材料受力后会产生相应的电荷或电势变化。
振动传感器将这个电荷或电势变化转换成相应的电信号，然后将这个信号传输到电子信号处理器中进行处理。
电子信号处理器会根据传感器信号的幅值、频率和相位等特征，对振动信号进行分析和处理。
处理后的信号可以得到机械设备的振动数据，比如振动幅值、频率谱或振动速度等。
最后，处理后的振动数据经过输出传输设备传输到控制系统或者显示设备。
控制系统可以根据振动数据来进行机械设备的故障诊断和预警，以及设备的维护和保养。
显示设备可以直观地展示机械设备的振动情况，帮助操作人员进行实时监控和判断。
总之，振动变送器通过振动传感器将机械设备的振动信号转换成电信号，然后经过信号处理和传输，最终实现对振动数据的测量和分析。
这种测量方法可以提供机械设备运行状态的信息，对设备的故障诊断和维护具有重要意义。
振动变送器的技术指标介绍
振动变送器的技术指标介绍振动变送器是一种常用的工业测量仪器，用于测量和监测各种物体的振动或振动参数。
它将物体的振动信号转换为标准信号输出，从而实现对振动信号的准确测量和监控。
在工业自动化领域，振动变送器的应用十分广泛，特别是在机械设备运行状态监测、故障诊断和预警等方面。
1. 测量范围：指振动变送器能够测量的振动信号范围，通常以加速度或速度表示，单位为g（重力加速度）或mm/s（毫米/秒）。
2.输出信号：指振动变送器将测量得到的振动信号转换为标准信号的方式和形式，常见的输出信号有模拟输出（4～20mA、0～10V等）和数字输出（RS485、MODBUS等）。
3.频率范围：指振动变送器能够测量的振动信号的频率范围，通常以Hz为单位。
不同的振动变送器具有不同的频率响应范围，可以根据实际需要进行选择。
4. 精度：指振动变送器测量结果与实际值之间的误差大小。
精度通常以百分比或绝对值的方式表示，例如±1%或±0.1mm/s。
5.静态偏差：指在没有振动作用下，振动变送器输出信号与零点之间的差别。
静态偏差越小，说明振动变送器的零点稳定性越好。
6.驻波比：指振动变送器输出信号的波形稳定性，即正弦波输入信号的输出波形与输入波形之间的差别。
驻波比越小，说明振动变送器的波形输出越准确。
7.防护等级：指振动变送器的外壳和电路板的防护能力，通常以IP 等级表示，例如IP65、IP67等。
防护等级越高，越能够适应恶劣的工业环境。
8.安装方式：指振动变送器的安装方式和结构形式，常见的安装方式包括法兰安装、螺纹安装等，结构形式有线型、闭环型等。
9.抗干扰能力：指振动变送器对外界电磁干扰的抵抗能力，具有较高的抗干扰能力可以提高振动信号的测量精度和可靠性。
10.供电方式：指振动变送器的供电方式，有两线制和三线制供电方式。
两线制供电方式不需要外接电源，经济实用；三线制供电方式通过外接电源供电，可以提供更稳定的工作电压。
振动变送器
HY-103E 振动变送器1 概述HY-103E振动变送器是一种固定安装的在线振动测量装置，主要用于对振动速度值的测量。
其输出形式为4mA～20mA标准电流，与振动值的大小成正比。
可直接输入到PLC/DCS中，从而组成一个能对诸如离心泵、往复式压缩机、离心机、冷却塔、工业风机、电动机及燃气轮机等设备进行监测和保护的系统。
本装置采用了传感器与仪器本体一体化的设计。
铸铝外壳和不锈钢构件能防水、防尘，符合工业现场安装和使用的要求。
本装置经国家及仪器仪表防爆安全监督检验站(NEPSI）审查，防爆安全性能符合GB3836.1-2000和GB3836.4-2000标准规定的有关要求。
其防爆标志为Ex ib IIBT4，防爆合格证号为GYB06547X。
本装置必须与隔离式安全栅配套组成本安防爆系统，方可使用于现场存在IIC级以下的爆炸性气体混合体危险场合。
2 技术参数1）最大振动输入：100 mm/s（峰值）；2）测量范围：0 mm/s～50 mm/s（峰值）；3）测量误差：≤±5%；4）频率响应：2 Hz～500 Hz (-3dB)；5）输出形式：4 mA～20 mA 标准电流；6）最大负载电阻：600Ω；7）本安参数：电源回路：Ui=28 V Ii=100 mA Pi=0.7 WCi≈0 μF Li=0.24 mH信号回路：Ui=15 V Ii=150 mA Pi=0.6 WCi=0.4 μF Li=0.24 mH8）电源：额定值DC 24 V，允许范围20 V～28 V；9）外形尺寸：φ72 mm×125 mm；10）质量：约850 g；11）防护等级：IP65，防爆；12）环境温度：-10℃～60℃。
3仪器外型4 基本使用方法1）安装形式见图示。
变送器位置离心泵电动机本装置可直接利用底部的M20×1.5螺栓或经法兰安装座固定在设备的壳体上。
安装时应注意检测的振动方向与本装置銘牌上标志的振动方向一致。
振动变送器的研究与实现
第一章 绪论1.1 变送器技术的概述在自动控制原理理论中，变送器定义为能够把传感器输出的信号转变为可被控制器识别的信号的转换器。
应用在工业现场中，变送器定义为能输出标准信号的传感器。
变送器的术语有时与传感器通用，这是因为现代多数传感器的输出信号已经是通用控制器可以接收的信号，此信号可以不经过变送器的转换直接为控制器所识别。
所以传统意义上的变送器应定义为：把传感器的输出信号转换为可以被控制器或者测量仪表所接受的标准信号的仪器。
在系统中信号的处理过程如图1所示。
信信信信信信变送器运算器控制器执行机构控制输出图1 信号处理过程 变送器种类很多，总体来说变送器就是根据传感器输入的信号发出一种标准信号来给控制器或者二次仪表，使控制器运作或者二次仪表显示测量数据。
根据变送器的用途不同，一般可分为：温度/湿度变送器，压力变送器，差压变送器，液位变送器，电流变送器，电量变送器，流量变送器以及振动变送器等等。
1.2 振动变送器技术的论述振动变送器主要用于检测旋转机械的绝对振动，如机壳振动、轴瓦振动、机械振动等等。
监测由于转子的不平衡、不对中、机件松动、滚动轴承损坏等引起的振动变化。
适用于汽轮机、水轮机、风机、压缩机、电机、齿轮箱等大型旋转机械，适用于不同类型的振动传感器。
振动变送器可输出加速度的峰值、速度的有效值、位移峰峰值，三线制输出4-20mA的电流信号，同时可输出振动的动态波形，特别合适恶劣环境的长期状态监测。
1.3 课题背景本论文所研究内容基于东安某型号燃气轮机发电机组（机组）。
东安燃气轮机发电机组在服役期间，振动变送器的故障一直是较常出现的瑕疵之一，由于振动变送器的故障，往往会影响测振系统的可靠性，甚至导致整个机组的故障停机，无法正常起动。
振动变送器这样小器件的故障，可能会威胁整个东安燃机的可靠性和信誉度，影响未来国内外市场的开拓。
所以研究实现可靠的振动变送器对提升机组整体质量尤为重要。
其二，现阶段振动变送器成品价格相对较高，所以研究实现成熟、廉价的振动变送器也是本论文的初衷之一。
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第一章 绪论1.1 变送器技术的概述在自动控制原理理论中，变送器定义为能够把传感器输出的信号转变为可被控制器识别的信号的转换器。
应用在工业现场中，变送器定义为能输出标准信号的传感器。
变送器的术语有时与传感器通用，这是因为现代多数传感器的输出信号已经是通用控制器可以接收的信号，此信号可以不经过变送器的转换直接为控制器所识别。
所以传统意义上的变送器应定义为：把传感器的输出信号转换为可以被控制器或者测量仪表所接受的标准信号的仪器。
在系统中信号的处理过程如图1所示。
信信信信信信变送器运算器控制器执行机构控制输出图1 信号处理过程 变送器种类很多，总体来说变送器就是根据传感器输入的信号发出一种标准信号来给控制器或者二次仪表，使控制器运作或者二次仪表显示测量数据。
根据变送器的用途不同，一般可分为：温度/湿度变送器，压力变送器，差压变送器，液位变送器，电流变送器，电量变送器，流量变送器以及振动变送器等等。
1.2 振动变送器技术的论述振动变送器主要用于检测旋转机械的绝对振动，如机壳振动、轴瓦振动、机械振动等等。
监测由于转子的不平衡、不对中、机件松动、滚动轴承损坏等引起的振动变化。
适用于汽轮机、水轮机、风机、压缩机、电机、齿轮箱等大型旋转机械，适用于不同类型的振动传感器。
振动变送器可输出加速度的峰值、速度的有效值、位移峰峰值，三线制输出4-20mA的电流信号，同时可输出振动的动态波形，特别合适恶劣环境的长期状态监测。
1.3 课题背景本论文所研究内容基于东安某型号燃气轮机发电机组（机组）。
东安燃气轮机发电机组在服役期间，振动变送器的故障一直是较常出现的瑕疵之一，由于振动变送器的故障，往往会影响测振系统的可靠性，甚至导致整个机组的故障停机，无法正常起动。
振动变送器这样小器件的故障，可能会威胁整个东安燃机的可靠性和信誉度，影响未来国内外市场的开拓。
所以研究实现可靠的振动变送器对提升机组整体质量尤为重要。
其二，现阶段振动变送器成品价格相对较高，所以研究实现成熟、廉价的振动变送器也是本论文的初衷之一。
机组中振动变送器如图2所示，该振动变送器从属于燃气轮机发电机组的控制系统，同燃机水平、垂直振子（即水平、垂直振动传感器）共同组成测振部件，为PLC提供标准的电压信号。
从而完成对燃气轮机发电机组运行的振动情况进行实时监测。
图2 振动变送器燃机水平、垂直振动传感器属于飞机附件，分别水平和垂直的安装在燃机的燃烧室机匣上，如图3所示。
图3 水平振动传感器他们分别负责测量燃机水平和垂直的振动值[1]。
振动传感器的内部结构类似弹簧振子，是用一根轻弹簧一端固定，另一端连结一个质点。
而振动传感器内部分布有磁感线，当质点感受到振动的时候就会往返的做简谐振动，振动的同时切割磁感线，根据麦克斯韦原理，在质点的两端就产生了感应电压。
这样振动传感器就把输入的振动信号转换成电压信号输出。
振动传感器感受到的振动越大，感应产生的交流电压幅值也就越大。
振动传感器能准确测量振动的范围为0g-5g，对应输出的电压信号为252Hz，0-0.386V的交流电压信号，如图4所示。
图4 振动传感器的输出信号燃气轮机发电机组的主控器件为PLC。
在采集振动值时，PLC的模拟量输入模块对交流的电压信号是无法识别的。
模拟量输入模块能够识别的模拟量信号为4-20mA的电流信号或者1-10V的电压信号。
所以在振动传感器和模拟量输入模块之间就需要振动变送器把交流的电压信号转换成PLC能够识别的标准的直流电压信号。
针对东安该型号燃气轮机发电机组测振部件的实际情况，要求振动变送器的输入为252Hz，0-0.386V的交流电压信号，输出为0-1.555V 的直流电压信号。
这也正是本论文的论题，研究并实现完成此功能的振动变送器。
、第二章振动变送器总体设计概述2.1 电源方案由于燃气轮机发电机组能够提供的直流电压是24V，而模拟电路尤其是在信号处理时采用的运算放大器，需要使用12V的直流电。
所以设计稳定、可靠的电源模块是完成振动变送器设计的前提条件。
本论文采用迪龙公司的DLM10-24S12，它拥有抗震性设计，满足国军标的要求可做车载电源使用，并且它加强了电磁兼容设计，可在强电磁环境中工作。
2.2 信号处理方案根据振动变送器对信号处理的要求，本论文主要采用集成运算放大器，完成滤波、整流、放大等功能的电路设计。
集成运算放大器是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。
它的增益高（可达60~180dB），输入电阻大（几十千欧至百万兆欧），输出电阻低（几十欧），共模抑制比高（60~170dB），失调与飘移小，而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点，适用于正，负两种极性信号的输入和输出[2]。
为完成输入252Hz，0-0.386V交流电压信号，输出0-1.555V直流电压信号的功能。
本论文基于集成运算放大器设计，通过低通滤波模块、整流模块、叠加模块以及共模抑制放大模块来共同完成信号的转换。
振动变送器系统电路图如5所示，其中Vi1+为振动变送器输入、Vo1+为输出、X为运算放大器、R为电阻、C为电容。
图5 总体电路结构第三章振动变送器电路设计本章将从电源模块、低通滤波模块、整流模块、叠加模块以及共模抑制模块的电路及原理对振动变送器电路的设计进行分别表述。
3.1 电源模块在采用迪龙公司DLM10-24S12电源的同时，本论文采用了两个极性电容C30，C31。
分别连接在+12V和-12V的输出端，共同组成电源模块，如图6所示。
其中加在电源旁的电容C30，C31所起到的作用主要为实现旁路、去藕、滤波和储能。
在1，2引脚间输入24V直流电，在4，5引脚间产生稳定的+12V电压；在4，3引脚间产生-12V电压。
通过此电压模块可以产生稳定、可靠的±12V电压。
图6 电源模块电路图3.2 低通滤波模块3.2.1 低通滤波模块的作用振动变送器的输入信号来源于振动传感器。
由于振动传感器自身的精准度以及传输过程中的干扰，在振动传感器输出的交流电压信号中很容易夹杂高频的干扰信号。
如果这样的信号不经过滤波，而直接将这样的信号送给PLC，将使测振系统失去准确性，扰乱PLC控制程序，甚至损坏振动变送器或者PLC。
所以要在交流电压信号变换之前进行滤波，滤除高频的噪声信号。
低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置，图7为低通滤波器的频率相应。
低通滤波器可分为无源滤波器和有源滤波器。
有源滤波器具有更好的放大倍数和抗干扰能力，所以本论文采用基于集成运算放大器的有源低通滤波器。
图7 低通滤波器频率响应3.2.2 低通滤波模块的结构如图8所示为典型的有源低通滤波器电路图。
X1为集成运算放大器，Vi1+为振动传感器输出的夹杂高频噪声信号的交流电压信号，Vo1_1为滤波器输出信号。
该滤波器的增益：Au1=1R 2R -图8 低通滤波模块电路图[3]令K 1001R =，K 1002R =，那么：+-=+⨯-=+⋅=1Vi 1Vi 1R 2R 1Vi 1Au 1_1Vo 这样夹杂高频噪声的交流电压信号Vi1+，通过低通滤波模块后变为干净的，反向的交流电压信号Vo1_1，电压的幅值不变，幅值的变化范围仍为0-0.386V 。
3.3 整流模块3.3.1 整流模块的作用振动变送器的输入信号和输出信号最大的区别就在于把交流的电压信号变为直流的电压信号。
所以整流模块是振动变送器的核心部分。
典型的整流策略采用四组二极管，利用二极管的单向导电性构成桥式整流电路，进而把交流电变成直流电，图9为桥式整流电路图。
图9 桥式整流电路但是振动变送器的交流电压信号最大的幅值只有0.386V ，十分微弱，如果直接整流成毫伏级直流电压信号的话，将极易受到外界信号的干扰而使测振系统失效。
所以本论文采用整流兼放大的电路类型。
3.3.2 整流模块的结构图10为本论所采用的整流模块电路，其中由X2集成运算放大器构成反向比例放大器，对输入的交流电压信号进行放大。
D1，D2为开关二极管4148，对通过的正电平和负电平进行选择判断。
当输入为正电平时，输出为Vo1_2+；当输入为负电平时，输出为Vo1_2-。
其中Vo1_2+和Vo1_2-是类似脉冲波的信号，占空比为50%，幅值大小分别为Vo1_2+和Vo1_2：Vo1_13R 4R Vo1_12Au Vo1_2⋅-=⋅=+ Vo1_13R 5R Vo1_12Au Vo1_2⋅-=⋅=- 本论文令K 9.43R =，K 105R 4R ==，那么：当Vo1_1为正电平时 +=-≈+1Vi 22Vo1_1Vo1_2当Vo1_1为负电平时 +=-≈1Vi 22Vo1_1Vo1_2-图10 整流模块电路图[3]这样干净的反向的交流电压信号Vo1_1，就变为两路占空比为50%，幅值扩大2倍的脉冲波信号，幅值的变化范围为0-0.772V。
3.4 叠加模块3.4.1 叠加模块的作用振动变送器的最终输出需要0-1.555V的直流电压信号，但是经过整流模块输出的是两路脉冲信号。
所以需要将这两个占空比都是50%的脉冲信号相叠加，结果便组成了标准的直流电压信号，其中两个脉冲信号波形如图11所示。
所以本论文设计了两个脉冲信号相叠加的叠加电路。
图11 两个脉冲信号波形3.4.2 叠加模块的结构本论文设计的叠加模块电路如图12所示，其中由X3集成运算放大器构成加法器，最终输出的信号Vo1_3，为输入信号Vo1_2+和Vo1_2的叠加。
图12 叠加模块电路图)2_1Vo 8R 7R ()2_1Vo 6R 7R (3_1Vo -⋅-+⋅-= 令R6=R7=R8=9.1K ，那么：)]2_1Vo ()2_1Vo [()2_1Vo ()2_1Vo (3_1Vo -++-=--+-= 这样两个占空比各为50%的脉冲信号就组成了占空比为100%的脉冲信号，也就是直流的电压信号。
经过叠加模块，输出的信号Vo1_3为反方向的，幅值等于Vo1_2的直流电压信号。
幅值的变化范围仍为0-0.772V 。
3.5 共模抑制放大模块3.5.1 共模抑制放大模块的作用任何两个信号都可以分解为共模信号和差模信号。
共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器两个输入端的相同信号，通常是由于线路传导和空间磁场干扰产生的，是不希望出现的信号。
差模信号是两个输入端信号的相位相差180度。
如果共模信号被放大很多，将会影响到真正需要放大的差模信号。
在振动变送器的最后输出部分，设计了共模抑制放大电路，保证振动变送器输出信号的可靠性。
3.5.2 共模抑制放大模块的结构图13为本论文所设计的共模抑制放大模块的电路，它由集成运算放大器X4构成反向比例放大器，通过调节电位器R22的阻值可以控制输出信号Vo1+的放大倍数[4]：3_1Vo 29R 30R 22R 31R 3_1Vo 4Au 1Vo ⋅++-=⋅=+图13 共模抑制模块电路图令K0.231R=，K5R=。