振动传感器ppt课件
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《振动测量传感器》课件
维护
国际标准：ISO 10816-1:2017 国家标准：GB/T 13823-2017 行业规范：振动测量传感器技术规范 未来展望：智能化、微型化、高精度化
市场需求：随着工业自动化和智能化的发展，振动测量传感器的市场需求将不断增加
技术进步：随着技术的不断进步，振动测量传感器的性能将不断提高，满足更多应用 场景的需求
软件问题：检查软件设置是否 正确，重新设置或更新软件
硬件问题：检查硬件是否损 坏，更换损坏的硬件
振动测量传感器的 维护与校准
定期检查传感器的连接线是否松动或损坏 定期检查传感器的电源是否正常 定期检查传感器的输出信号是否正常 定期检查传感器的周围环境是否影响其正常工作
确保测量精度：定期校 准可以确保传感器的测 量精度，避免因误差导 致的测量结果不准确。
环境适应性：选择适应测量环境条件的 传感器
成本：选择性价比高的传感器
环境温度：适 宜的温度范围， 避免过高或过
低
湿度：适宜的 湿度范围，避 免过于潮湿或
干燥
振动频率：选 择适合测量频 率范围的传感
器
振动强度：选 择适合测量振 动强度的传感
器
安装位置：选 择合适的安装 位置，避免干
扰和损坏
使用寿命：选 择使用寿命长 的传感器，减
集成式安装：适用于需要与其他设备集 成的场合
定制式安装：适用于特殊场合或特殊需 求的安装
确定安装位置： 选择振动源附 近，避免干扰
源
安装固定：使 用螺丝或胶水 固定传感器，
确保牢固
连接线缆：使 用屏蔽线缆连 接传感器和采 集设备，避免
干扰
调试参数：设 置采样频率、 量程、滤波器 等参数，确保
测量精度
检查传感器的测量范围是否 满足要求，避免测量范围过 大或过小导致测量不准确
国际标准：ISO 10816-1:2017 国家标准：GB/T 13823-2017 行业规范：振动测量传感器技术规范 未来展望：智能化、微型化、高精度化
市场需求：随着工业自动化和智能化的发展，振动测量传感器的市场需求将不断增加
技术进步：随着技术的不断进步，振动测量传感器的性能将不断提高，满足更多应用 场景的需求
软件问题：检查软件设置是否 正确，重新设置或更新软件
硬件问题：检查硬件是否损 坏，更换损坏的硬件
振动测量传感器的 维护与校准
定期检查传感器的连接线是否松动或损坏 定期检查传感器的电源是否正常 定期检查传感器的输出信号是否正常 定期检查传感器的周围环境是否影响其正常工作
确保测量精度：定期校 准可以确保传感器的测 量精度，避免因误差导 致的测量结果不准确。
环境适应性：选择适应测量环境条件的 传感器
成本：选择性价比高的传感器
环境温度：适 宜的温度范围， 避免过高或过
低
湿度：适宜的 湿度范围，避 免过于潮湿或
干燥
振动频率：选 择适合测量频 率范围的传感
器
振动强度：选 择适合测量振 动强度的传感
器
安装位置：选 择合适的安装 位置，避免干
扰和损坏
使用寿命：选 择使用寿命长 的传感器，减
集成式安装：适用于需要与其他设备集 成的场合
定制式安装：适用于特殊场合或特殊需 求的安装
确定安装位置： 选择振动源附 近，避免干扰
源
安装固定：使 用螺丝或胶水 固定传感器，
确保牢固
连接线缆：使 用屏蔽线缆连 接传感器和采 集设备，避免
干扰
调试参数：设 置采样频率、 量程、滤波器 等参数，确保
测量精度
检查传感器的测量范围是否 满足要求，避免测量范围过 大或过小导致测量不准确
振动测试-传感器部分44页PPT
4.3 磁电式速度传感器
1—弹簧 2—壳体 3—阻尼环 4—磁钢 5—线圈 6—芯轴
磁电式绝对速度传感器
eBNlv108
属于 1 的受迫振动 n
要尽量降低ωn，采用薄片式弹性元件，并配以阻尼环3加大阻尼，
使阻尼比达0.6-0.7，以增加低频段的测量范围。
4.3 磁电式速度传感器
1—顶杆 2—弹簧片 3—磁钢 4—线圈 5—引出线 6—壳体 磁电式相对速度传感器
振动量：通常指反映振动的强弱程度的量，亦即指振动 位移，振动速度和振动加速度的大小。这三者之间存在 着确定的微分或积分关系。
➢ 测量振动系统中两部件之间的相对振动速度； ➢ 壳体固定于一部件上，而顶杆与另一部件相连接，使传感器 内部线圈与磁钢产生相对运动，发出相应的电动势。
4.3 磁电式速度传感器
性能指标： 灵敏度： Se BNl108 v 频率范围：下限：10-15Hz，上限：1000Hz 非线性度：速度越大，失真越严重
压电式传感器通常不用阻尼元件，且其元件的内部阻尼也很 小（<0.02），系统可视为无阻尼系统。
d 2x
z
dt2
2 n
[1
(
n
)2 ]
x为 被 测 振 动 位 移
2 n
K
M
(k1 k2 )(m s m b ) /(m sm b )
K k1 k2
M m smb (m s mb )
其中k1为弹簧刚度，k2为压电元件的刚度；其中ms为惯性质 量，mb为壳体或其座的质量。 K为等效刚度，M为折算质 量。
K为放大器的开环 放大倍数
U0
Kq (CCf )KCf
KCf>>(C+Cf)
ey
振动传感器的原理及应用.ppt
CA-YZ-123VC(A)-20型水密三轴低频振 动传感器
（1）工作原理
该传感器室内封装信号调节器的压阻式振动传感器。
压阻式振动敏感元件设计为整体硅结构，有带多根梁 的硅框架支撑一块京味戏加工而成的硅质量块。大硅 框架受到震动作用时。由于惯性力硅块相对于
框架运动时造成梁内的应力变化，从而使梁内
的抗干扰性强，稳定性好。
一、概述 二、原理 1、振动筒传感器 2、振动膜式传感器 3、振动弦式传感器 4、振动梁式传感器 三、应用及产品
（1）振动筒传感器
振动筒传感器是一种典型的敏感频率的 振动传感器，于60年代末实用。下图给出 了一种用于绝压测量的振动筒压力传感器 最早使用的原理结构。其测量敏感元件是 一个恒弹合金（如3J53）制成的带有顶盖 的薄壁圆柱壳。
VIB-10b便携式智能振动测量仪
但大多数便携式振动测量仪只有测量、
显示及少量的存储等功能，测量人员通
过检测运行设备的振动值后，还需根据
被测设备的类型、功率及允许的振动限
值来判断该设备的工况（良好、正常、
异常），这在设备品种繁杂、测量点较多 的情况下，使用就不太方便。基于上述原 因，本公司又开发出一种既能测量、显示， 又能马上把测量值与振动标准对比给出设 备状态结果的智能振动测量仪 ——VIB-10b 便携式智能振动测量仪。
环境指标：
温度范围： -30℃～120℃ 相对湿度：至95%不冷凝，且周围无强电 磁场干扰 物理指标： 外形尺寸：φ35×72mm 安装方式：双头螺钉固定 重 量：0.3Kg
选型说明 形式选择A□：2—— 一体化； 3*——航空 插座 引线长度B□：1*——0.5米； 2——3米； 3——5米
出的优点是与壳体无接触，但也有一些不
设备振动测量方法ppt课件
• 机械振动大多数情况下 有害：破坏机器正常工作，降 低其性能，缩短其使用寿命，甚至机毁人亡
• 机械振动还伴随着产生同频率的噪声，恶化环境和劳动 条件，危害人们的健康
• 振动也能被利用来完成有益的工作，如运输、夯实、清 洗、粉碎、脱水等
ppt课件
4
振动的基础知识
振动测量形式：
测量机器或结构在工作状态下的振动，如振动位移、 速度、加速度等。
ppt课件
24
测振传感器的选择及应用
ppt课件
25
测振传感器的选择及应用
磁电式速度传感器：
磁电式速度传感器为惯性式速度传感器，其工作原理为： 当有一线圈在穿过其磁通发生变化时，会产生感应电动势， 电动势的输出与线圈的运动速度成正比。
磁电式绝对速度计 磁电式相对速度计
ppt课件
26
12
测振传感器的选择及应用
环形剪切型
极小型的，高的共振频
率，最高工作温度受限 制。
使用时注意： 共振ppt课频件率与加速度计的固定状况有31 关
测振传感器的选择及应用 压电加速度计的幅频特性：
加速度计的使用上限频率取决于幅频曲线中的共振 频率。
ppt课件
32
–特点 • 频带极宽(0.2~20 KHz) 。 • 本身质量小(2~50 g)。 • 动态范围很大。
(/n)2
1/p ptn课2件22 /n2
-
基 础 振 动 的 幅 频 曲 线
3
12
振动测量方法
振动测量方法分类 振动测量方法按振动信号转换的方式可分为：
电测法：将被测对象的振动量转换成电量，然后用电量 测试仪器进行测量；
机械法：利用杠杆原理将振动量放大后直接记录下来； 光学法：利用光杠杆原理，读数显微镜、光波干涉原理
• 机械振动还伴随着产生同频率的噪声，恶化环境和劳动 条件，危害人们的健康
• 振动也能被利用来完成有益的工作，如运输、夯实、清 洗、粉碎、脱水等
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4
振动的基础知识
振动测量形式：
测量机器或结构在工作状态下的振动，如振动位移、 速度、加速度等。
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测振传感器的选择及应用
ppt课件
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测振传感器的选择及应用
磁电式速度传感器：
磁电式速度传感器为惯性式速度传感器，其工作原理为： 当有一线圈在穿过其磁通发生变化时，会产生感应电动势， 电动势的输出与线圈的运动速度成正比。
磁电式绝对速度计 磁电式相对速度计
ppt课件
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12
测振传感器的选择及应用
环形剪切型
极小型的，高的共振频
率，最高工作温度受限 制。
使用时注意： 共振ppt课频件率与加速度计的固定状况有31 关
测振传感器的选择及应用 压电加速度计的幅频特性：
加速度计的使用上限频率取决于幅频曲线中的共振 频率。
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–特点 • 频带极宽(0.2~20 KHz) 。 • 本身质量小(2~50 g)。 • 动态范围很大。
(/n)2
1/p ptn课2件22 /n2
-
基 础 振 动 的 幅 频 曲 线
3
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振动测量方法
振动测量方法分类 振动测量方法按振动信号转换的方式可分为：
电测法：将被测对象的振动量转换成电量，然后用电量 测试仪器进行测量；
机械法：利用杠杆原理将振动量放大后直接记录下来； 光学法：利用光杠杆原理，读数显微镜、光波干涉原理
二、振动测量传感器-PPT课件
结构 变换过程
物体与 传感器 的相对 运动 空气 间隙 变化 穿过线 圈的磁 通量变 化 产生 感应 电动 式
电动式速度传感器--相对式速度传感器
使用应注意的问题
电动式速度传感器—惯性式速度传感器
结构：
a 单磁隙结构
b双磁隙结构
c动磁钢结构
电动式速度传感器—惯性式速度传感器
支撑弹簧
弹簧片除了提供弹性恢复力外，还对可动部件起导向作用。良好的 弹簧片其刚度非线性应很小，弹簧片本身作为弹性体振动的频率要 足够高，并且还应具有较强的抗侧向失稳能力。
2 当
时 ，即被测频率远低于传感器固有频率时
ym 2 ( ) y1m 0
1 y m 2 y1m 0
作为加速度计 的条件
惯性式传感器
阻尼对惯性位移计幅频特性的影响
ym 6 y1m
5 4 3 2 1 0 0
0.1
0.2 0.5 0.7 1.0 2.0
1
2
3
4
5
0
惯性式传感器
5
0
电磁感应式速度传感器
分类
电动式速 度传感器
e Bl
运动导体切割磁力线产 生感应电动式 导体不动，穿过导体的 磁力线数发生变化，导 体两端产生感应电动式
磁电式速 度传感器
e n
d dx
电动式速度传感器--相对式速度传感器
用来测量振动系统中两部件之间的相对振动速度，壳体固定于一部 件上，而顶杆与另一部件相连接。从而使传感器内部的 线圈与磁钢 产生相对运动，产生相应的电动势来。
u0 Blxr
时
B 2i 2 c c R0
灵 敏 度SB l
电动式速度传感器—惯性式速度传感器
物体与 传感器 的相对 运动 空气 间隙 变化 穿过线 圈的磁 通量变 化 产生 感应 电动 式
电动式速度传感器--相对式速度传感器
使用应注意的问题
电动式速度传感器—惯性式速度传感器
结构：
a 单磁隙结构
b双磁隙结构
c动磁钢结构
电动式速度传感器—惯性式速度传感器
支撑弹簧
弹簧片除了提供弹性恢复力外，还对可动部件起导向作用。良好的 弹簧片其刚度非线性应很小，弹簧片本身作为弹性体振动的频率要 足够高，并且还应具有较强的抗侧向失稳能力。
2 当
时 ，即被测频率远低于传感器固有频率时
ym 2 ( ) y1m 0
1 y m 2 y1m 0
作为加速度计 的条件
惯性式传感器
阻尼对惯性位移计幅频特性的影响
ym 6 y1m
5 4 3 2 1 0 0
0.1
0.2 0.5 0.7 1.0 2.0
1
2
3
4
5
0
惯性式传感器
5
0
电磁感应式速度传感器
分类
电动式速 度传感器
e Bl
运动导体切割磁力线产 生感应电动式 导体不动，穿过导体的 磁力线数发生变化，导 体两端产生感应电动式
磁电式速 度传感器
e n
d dx
电动式速度传感器--相对式速度传感器
用来测量振动系统中两部件之间的相对振动速度，壳体固定于一部 件上，而顶杆与另一部件相连接。从而使传感器内部的 线圈与磁钢 产生相对运动，产生相应的电动势来。
u0 Blxr
时
B 2i 2 c c R0
灵 敏 度SB l
电动式速度传感器—惯性式速度传感器
振动传感器的原理及应用ppt课件
给出一个运行状态好坏的评价。仪器这一功 能的增加给给使用人员带来了很大的方便， 也符合国际上开发便携式振动测量仪的潮流。
VIB-5振动测量仪
——上海嘉仪信息科技有限公司
VIB-5振动测量仪具有操作简单，携 带方便等特点，可测量振动的加速度， 速度和位移，并且全部使用触摸式按键 操作。
加速度
测量范围 速 度
振动梁式传感器
下图所示为由石英晶体谐振器构成的振 梁式差压传感器。两个相对的波纹管用来接 收输入压力P1与P2，作用在波纹管有效面 积上的压力差产生一个合力，造成了一个绕 支点的力矩，该力矩由石英晶体的拉伸力或 压缩力来平衡，这样就改变了晶体的谐振频 率。频率的变化是被测压力的单值函数，从 而达到了测量目的。
（3）振动弦式传感器
1. 结构特点 振弦式压力传感器的主要结构如下图所示
（1）振弦 振弦是把待测压力值的变化转变为频率
变化的敏感元件，对传感器的精度、灵敏 度、稳定性起决定的作用。对振弦材料的 要求是：
① 抗拉强度高。 ② 弹性模量大。
③ 磁性和导电性能好。 ④ 线膨胀系数小，尺寸随时间的稳定性好。
位移
加速度
频率范围 速 度
位移
精 度 显 示 电 源 自动关断功 能 体 积 质 量
技术参数 0.1--199.9m/s2（峰值）
0.1--199.9mm/s（真有效值） 0.001--1.999mm（峰峰值） LO档10Hz～1KHz Hi档1KHz～10KHz
10Hz--1000Hz 10Hz--1000Hz （读数值的±5%） ±2个字 3位半液晶显示 电池（6F22）9V 松开按键约60秒种电源自动断 186 x 70 x 32（mm） 约300克
物理指标：
压电式传感器振动实验PPT.
甘肃敦煌“鸣沙山”
•产生原因：无 数干燥的沙子 （SiO2晶体）在 振动压力下，表 面产生电荷，在 某些时刻，恰好 形成电压串联， 产生很高的电压， 并通过空气放电 而发出声音。
内蒙古达拉特奇“响沙湾” 6
7
玻璃破碎报警装置
将高分子压电测振 薄膜粘贴在玻璃上，
粘贴 位置
可以感受到玻璃破碎
时会发出的振动，并
将电压信号传送给集
中报警系统。
质量块
压电式传感器振动实验
实验任务
理解压电传感器的测量振动的原理和方法。
基本原理：
1、压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片 等组成。 2、工作时传感器感受与试件相同频率的振动， 质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上， 由于压电效应，压电晶片上产生正比于运动加速 度的表面电荷。
压电式传感器振动实验
复习引入
• 1. 问：学过哪几种传统的传感器？其对应的敏 感元件是哪些？答： 式传感器、 式传感 器及 式传感器。
• 2.压电效应现象？
•某些电介质（晶体，极化的陶瓷，高分 子聚合物和负合材料等），当在它的适 当方向施加作用力时，内部会产生电极 化状态的变化，同时在电介质的两端表 面出现符号相反、与外力成正比的束缚 电荷。这种由外力作用而导致电介质带 电的现象即为压电效应。
。
（5V,1KH ）输出端连接器相连，基准导线与地 导水槽
借助熟人帮你填补空缺总是有利有弊。有利的一面是应聘者是你信任的推荐的，这表明他们确实具备了一些相关技能和经验，同时可
Z 能已通过中间人了解了你单位的情况。不利的一面是应聘者为熟人推荐，即使不合适也难以拒绝。倘若一位同事对某应聘者的技能和
线连接器相连，打开通道，然后按自动设置。 能力进行了客观的评估之后再做推荐，如你认为不合适，须要想好如何去拒绝他。
《振动测量》课件
2
案例 2
应用振动测量技术检测建筑结构的振动情况，评估结构的安全性和耐久性。
3
案例 3
通过振动测量分析机械设备的振动情况，判断设备运行是否正常，预测故障。
总结与展望
振动测量是一门重要的工程技术，广泛应用于各个行业。随着科技的发展， 振动测量技术将不断创新和完善，为人们的生活和工作带来更多的便利。
振动的种类
振动可以分为多种类型，包括机械振动、结构振动、电磁振动、声学振动等。 不同类型的振动具有不同的特点和应用场景。
振动测量的方法
非接触式测量法
通过光电、激光或雷达 等传感器，无需直接接 触物体即可获取振动参 数。
接触式测量法
通过加速度计、压电传 感器等直接接触物体， 测量物体振动的加速度 或位移。
频谱分析法
通过对振动信号的频谱 分析，得到振动信号的 频率分布和幅值，从而 分析振动特性。
传感器介绍
加速度计
测量物体振动时加速度的变化，是最常用的振 动传感器之一。
应变计
通过测量物体表面的应变变化，推算出物体的 振动情况。
麦克风
可用于测量声波振动和机械振动，广泛应用于 声学和噪音控制领域。
压电传感器
利用压电效应测量物体振动引起的电荷或电势 变化，适用于高频振动测量。
Hale Waihona Puke 计算机数据采集系统计算机数据采集系统用于接收和处理传感器测量数据，实现对振动信号的分析和记录。常见的数 据采集系统包括模拟输入卡、数字信号处理器和数据存储设备。
实例分析
1
案例 1
利用振动测量技术分析汽车发动机的振动特性，优化发动机设计和降低振动噪音。
《振动测量》PPT 课件
振动测量是一种用于分析和评估物体振动特性的技术。本课件将介绍振动测 量的基本概念、常见的振动种类、测量方法、传感器应用、数据采集系统以 及通过实例分析来深入理解振动测量的原理和应用。
《振动测量传感器》课件
振动测量传感器
振动测量传感器是用于测量物体振动的设备。本课件将介绍振动测量传感器 的基本概念、分类、原理、测量方法、应用领域、选择和使用原则，以及其 发展前景。
什么是振动测量传感器？
传感器的基本概念
介绍传感器的定义、功能和特点。
振动测量传感器的定义和分类
解释振动测量传感器的概念，并介绍常见的传感器分类。
2 降பைடு நூலகம்成本和尺寸
3 应用领域不断拓展
说明振动测量传感器在 成本和尺寸方面的趋势。
展望振动测量传感器在 新兴领域的应用前景。
压电式振动传感器
介绍压电式振动传感器的工作 原理和应用。
震动式振动传感器
解释震动式振动传感器的工作 原理和适用范围。
激光式振动传感器
说明激光式振动传感器的原理 和特点。
振动测量的应用领域
机械设备振动测量
介绍在机械工程中使用振 动测量传感器的实际应用。
电力系统振动测量
解释电力系统中振动测量 传感器的重要性和应用案 例。
土木工程振动测量
说明土木工程领域使用振 动测量传感器的实际需求。
振动测量传感器的选择及使用原则
1
选择振动测量传感器的方法
提供选择振动测量传感器的准则和关键要点。
2
振动测量传感器的使用原则
介绍振动测量传感器的使用建议和实际操作技巧。
振动测量传感器的发展前景
1 提高精度和可靠性
讨论振动测量传感器未 来的技术发展和改进方 向。
工作原理及应用
详细解释振动测量传感器的工作原理，并举例说明应用场景。
振动的测量方法
1 直接测量法
介绍直接测量法，包括加速度传感器和速度传感器。
2 间接测量法
解释间接测量法，例如使用位移传感器和压力传感器。
振动测量传感器是用于测量物体振动的设备。本课件将介绍振动测量传感器 的基本概念、分类、原理、测量方法、应用领域、选择和使用原则，以及其 发展前景。
什么是振动测量传感器？
传感器的基本概念
介绍传感器的定义、功能和特点。
振动测量传感器的定义和分类
解释振动测量传感器的概念，并介绍常见的传感器分类。
2 降பைடு நூலகம்成本和尺寸
3 应用领域不断拓展
说明振动测量传感器在 成本和尺寸方面的趋势。
展望振动测量传感器在 新兴领域的应用前景。
压电式振动传感器
介绍压电式振动传感器的工作 原理和应用。
震动式振动传感器
解释震动式振动传感器的工作 原理和适用范围。
激光式振动传感器
说明激光式振动传感器的原理 和特点。
振动测量的应用领域
机械设备振动测量
介绍在机械工程中使用振 动测量传感器的实际应用。
电力系统振动测量
解释电力系统中振动测量 传感器的重要性和应用案 例。
土木工程振动测量
说明土木工程领域使用振 动测量传感器的实际需求。
振动测量传感器的选择及使用原则
1
选择振动测量传感器的方法
提供选择振动测量传感器的准则和关键要点。
2
振动测量传感器的使用原则
介绍振动测量传感器的使用建议和实际操作技巧。
振动测量传感器的发展前景
1 提高精度和可靠性
讨论振动测量传感器未 来的技术发展和改进方 向。
工作原理及应用
详细解释振动测量传感器的工作原理，并举例说明应用场景。
振动的测量方法
1 直接测量法
介绍直接测量法，包括加速度传感器和速度传感器。
2 间接测量法
解释间接测量法，例如使用位移传感器和压力传感器。
《振动测量原理》PPT模板课件
(1)机械阻抗与机械导纳 机械阻抗与机械导纳的一般定义为:
机械阻抗 机械导纳
(Z)=
激励 响应
(F ) (R)
（5.23）
(M)= 响应 ( F ) = 1 (5.24)
激励 ( R )
Z
机械系统的激励一般是力，系统的响应
可用位移、速度和加速度来表达，故机械阻抗 和机械导纳又各有三种形式。位移阻抗又称为 动刚度，位移导纳称为动柔度，速度阻抗称 为机械阻抗，速度导纳简称导纳，加速度阻 抗又称为视在质量，加速度导纳又称为机械 惯性。
aarc1t2g( // nn)2
(5.10)
其幅频特性曲线和相频特性曲线分别如图5.7和
图5.5所示。
从图5.4~图5.7可以看出： ① 测振仪在不同工作状态下，其有效工作区域是不
相同的。 在位移计状态下，其工作条件为>>1，即工
作在过谐振区。 对于加速度计来说，其工作条件为<<1，即
工作在亚谐振区。 对于速度计来说，则要求其工作在=1，即谐
设载体的运作为谐振动，即:
则式（5.3）可写成:
z1(t)z1msint,
m dd 2z20t1 cdd0z1 tk0z1 m 2z1msin t（5.4）
考虑这样几种情形下的响应特性：
(1)z01相对于载体的振动位移z1 ，此时相当于
测振仪处于位移计工作状态下。此时幅频特性 和相频特性分别为:
Adzz01m m 1[1(/(n)2/] 2n)2 (2/ n)2 （5.5）
一定的统计规律性。可分为平稳随机振动和非 平稳随机振动。平稳随机振动又包括各态历经 的平稳随机振动和非各态历经的平稳随机振动。
一般来说，仪器设备的振动信号中既包含 有确定性的振动，又包含有随机振动，但对于 一个线性振动系统来说，振动信号可用谱分析 技术化作许多谐振动的叠加。因此简谐振动是 最基本也是最简单的振动。
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谐振式传感器大体分为两类：一类是基
于机械谐振结构谐振式传感器；另一类是
MOS 环振式谐振传感器。这里主要介绍基
于机械谐振结构的谐振式传感器。它们可
利用振动频率、相位和幅值作为敏感信息 的参数。由于谐振式传感器有许多优点,也
适于多种参数测量，如压力、力、转角、
流量、温度、湿度、液位、粘度、密度和
气体成分等，所以这类传感器已迅速发展
振动梁式传感器
下图所示为由石英晶体谐振器构成的振 梁式差压传感器。两个相对的波纹管用来接 收输入压力 P1 与 P2 ，作用在波纹管有效面 积上的压力差产生一个合力，造成了一个绕 支点的力矩，该力矩由石英晶体的拉伸力或 压缩力来平衡，这样就改变了晶体的谐振频 率。频率的变化是被测压力的单值函数，从 而达到了测量目的。
下面扼要叙述差压传感器的主要组件及其作 用。
1、 振动梁谐振器
振动梁是压力传感器的敏感元件，横 跨在传感中央。石英晶体振动梁不直接固 定在产生输出力的构件上，以防止反作用 力和力矩造成基座上的能量损失，从而使 品质因素Q值降低。同时外界的有害干扰 也会
传递进来，降低稳定性，直接影响谐振器
的性能。梁的形状选择得使其成为一种以
的抗干扰性强，稳定性好。
一、概述 二、原理 1、振动筒传感器 2、振动膜式传感器 3、振动弦式传感器 4、振动梁式传感器 三、应用及产品
（1）振动筒传感器
振动筒传感器是一种典型的敏感频率的 振动传感器，于60年代末实用。下图给出 了一种用于绝压测量的振动筒压力传感器 最早使用的原理结构。其测量敏感元件是 一个恒弹合金（如3J53）制成的带有顶盖 的薄壁圆柱壳。
弯曲方式振动的两端固定梁，这种形状的
感受力的灵敏度高，即施加单位应力引起
的频率变化大。
2、机械隔离器
为了避免振梁与产生力的机械系统直
接连接，在振动梁两端固定着机械隔离系
统，它包括隔离器弹性体，隔离器质量块
以及弯曲去载区。隔离系统的自振频率要
（3）振动弦式传感器
1ห้องสมุดไป่ตู้ 结构特点
振弦式压力传感器的主要结构如下图所示 （1）振弦 振弦是把待测压力值的变化转变为频率 变化的敏感元件，对传感器的精度、灵敏 度、稳定性起决定的作用。对振弦材料的 要求是：
① 抗拉强度高。
② 弹性模量大。
③ 磁性和导电性能好。
④ 线膨胀系数小，尺寸随时间的稳定性好。
出的优点是与壳体无接触，但也有一些不
足。如电磁转换效率低，激励信号中需引
入较大的直流分量，磁性材料的长期稳定
性差，易于产生电磁耦合等。
近来发展了一种采用压电激励、压电拾
振的新方案，见下图压电陶瓷元件直接贴
于圆柱壳的波节处，筒内完全形成真空。
压电激励方案
（2）振动膜式传感器
这种传感器的 Q 值很高，一般约为 104 ， 因此，输出信号的通频带很窄。膜片是振 荡器中的谐振元件，振荡器的输出是频率 变化的正弦波信号，经放大、整形、限幅 后，作为高分辨力计数器的门控信号。这 样，就提供了正比于加在膜片上压力的计 数输出。使用的数字线性化电路与振筒式 压力传感器相类似，不再赘述。
振动传感器
一、概述
二、原理 1、振动筒传感器 2、振动膜式传感器 3、振动弦式传感器 4、振动梁式传感器 三、应用及产品
一、概述
基于谐振技术的谐振式传感器，自身 为周期信号输出（准数字信号），只用简 单的数字电路即可转换为微处理器容易接 受的数字信号。谐振式传感器的重复性、 分辨率和稳定性等非常优良，又便于和微 处理器直接结合组成数字控制系统，自然 成为当今人们研究的重点。
（2） 谐振式传感器的本质特征与独特 优势是：
① 输出信号是周期的，被测量能够通过 检测周期信号而解算出来。这一特征决定 了谐振式传感器便于与计算机连接，便于 远距离传输； ② 传感器系统是一个闭环结构，处于谐
振状态。这一特征决定了传感器系统的输
出自动跟踪输入；
③ 谐振式传感器的敏感元件即谐振子固 有的谐振特性，决定其具有高的灵敏度和 分辨率； ④ 相对与谐振子的振动能量，系统的功 耗是极小量。这一特征决定了传感器系统
成为一个新的传感器家族。
（1）基本结构
由ERD组成的电— 机— 电谐振子环节， 是谐振式传感器的核心。适当地选择激励 和拾振手段，构成一个理想的ERD，对设 计谐振式传感器至关重要。
由ERDA组成的闭环自激环节，是构成 谐振式传感器的条件。 由RDO(C)组成的信号检测、输出环节， 是实现检测被测量的手段。
（3）振弦夹紧装置
传感器工作时振弦处于拉紧的状态，振 弦两端必须与支架和运动部分固接，一般采 用专门的夹紧装置。对它的要求是： ① 抗滑能力好，振弦在长期受拉或反复 振动的情况下，夹头不松动； ② 加工简单，安装振弦方便，易拆卸， 能反复使用，能任意调整弦的初始频率。
2．工作原理
要测量振弦固有频率f0的变化，必须先激发振弦起振， 其激发方法有两种：
（2）磁铁
根据振弦振动的激发方式不同，可以只用 一块磁铁，或者用两块性能相同的磁铁，见 图 5-14。磁场可以由永久磁铁或直流电磁铁 产生，永久磁铁一般用 AlNiCo-5 硬磁合金制 造。在采用电磁铁的场合，常把磁铁做成 U 形，电磁线圈安置在 U 形磁铁的一臂，这时， 磁力线的通路是磁铁 -纯铁片-振弦-磁铁，形 成一个封闭的磁回路。
（1）间歇激发法 图所示为间歇激发 的振弦压力传感器 的示意图。 （2）连续激发法
连续激发时，振弦也是置于电磁铁的磁
场中，同时，振弦通以交变电流，由于电磁
感应，振弦受到一个垂直于磁力线的作用力，
从而激发振弦作频率等于其自振频率的周期
运动。然而，同间歇激发一样，由于阻力作
用，振弦的自振也将逐渐衰减，因此必须补 给能量以维持振弦稳定的等幅振荡。
振动与激励元件均由铁芯和线圈组成，
为尽可能减小它们之间的电磁耦合，在空
间呈正交安置，由环氧树脂骨架固定。圆
柱壳与外壳之间形成真空腔，被测压力引
入圆柱壳内腔。为减小温度引起的测量误
差，在圆柱壳内安置了一个起补偿作用的
温度敏感元件。
电磁激励振动筒压力传感器原理结构
采用电磁方式作为激励、拾振手段最突