测振传感器

论文题目：测振传感器

学生姓名： xx

系别: xx

专业：机械设计制造及其自动化指导老师： xx

2012 年 5 月 4 日

目录

一、工程振动测试方法

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1、机械式测量方法 4

2、光学式测量方法 4

3、电测方法 5

二、振动传感器种类 5

三、传感器的机械接收原理 5

1、相对式机械接收原理 6

2、惯性式机械接收原理 6

四、常用的几种振动传感器: 6

1、相对式电动传感器 6

2、电涡流式传感器7

3、电感式传感器7

4、电容式传感器7

5、惯性式电动传感器7

6、压电式加速度传感器8

7、压电式力传感器8

8、阻抗头8

9、电阻应变式传感器9

五、应用9

六、生产厂家9

测量振动的传感器是属于非电量传感器，它有两个作用，其一是敏感作用，对被测对象某种物理量(如位移、速度、加速度或力)敏感，并完成对该被测量信号的拾取；其二是变换作用，将被测非电量变换成电量输出将这些描述机械振动量的物理量转换成电量（电流、电压、电荷）或电参数（电阻、电容、电感）的变化，然后输至“二次”仪表进行放大及记录、显示或分析。

按照被测物理量来分类测振传感器，可分为位移传感器、速度传感器及加速度传感器等。若按其在工作时与被测对象是否接触可分为接触式与非接触式传感器。若按信号转换形式来分类，也可将测振传感器分为结构型和物性型。前者在测振过程中内部结构参数变化导致有信号输出，如涡流传感器将金属位置的变化引起阻抗的变化导致输出，后者则结构参数不变而是在测振过程中传感元件的物理性质的变化导致信号输出。例如压电式加速度传感器的晶体或陶瓷元件在测振过程中由于受力产生压电效应而有电荷输出。

振动传感器类型很多，往往一种被测量可以应用多种类型的传感器来检测，而同一种传感器也可以测量多种物理量。

一、工程振动测试方法

在工程振动测试领域中，测试手段和方法多种多样，但是按各种参数的测量方法及测量过程的物理性质来分，可以分成三类。

1、机械式测量方法

将工程振动的参量转换成机械信号，再经机械系统放大后，进行测量、记录，常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪，它能测量的频率较低，精度也较差。但在现场测试时较为简单方便。

2、光学式测量方法

将工程振动的参量转换为光学信号，经光学系统放大后显示和记录。如读数显微镜和激光测振仪等。

3、电测方法

将工程振动的参量转换成电信号，经电子线路放大后显示和记录。电测法的要点在于先将机械振动量转换为电量（电动势、电荷、及其它电量），然后再对电量进行测量，从而得到所要测量的机械量。这是目前应用得最广泛的测量方法。

上述三种测量方法的物理性质虽然各不相同，但是，组成的测量系统基本相同，它们都包含拾振、测量放大线路和显示记录三个环节。

1、拾振环节。把被测的机械振动量转换为机械的、光学的或电的信号，完成这项转换工作的器件叫传感器。

2、测量线路。测量线路的种类甚多，它们都是针对各种传感器的变换原理而设计的。比如，专配压电式传感器的测量线路有电压放大器、电荷放大器等；此外，还有积分线路、微分线路、滤波线路、归一化装置等等。

3、信号分析及显示、记录环节。从测量线路输出的电压信号，可按测量的要求输入给信号分析仪或输送给显示仪器（如电子电压表、示波器、相位计等）、记录设备（如光线示波器、磁带记录仪、X―Y 记录仪等）等。也可在必要时记录在磁带上，然后再输入到信号分析仪进行各种分析处理，从而得到最终结果。

二、振动传感器种类

在高度发展的现代工业中，现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势，而测试系统的最前端是传感器，它是整个测试系统的灵魂，被世界各国列为尖端技术，特别是近几年快速发展的IC技术和计算机技术，为传感器的发展提供了良好和可靠的科学技术基础。使传感器的发展日新月益，且数字化、多作用和智能化是现代传感器发展的重要特征。

三、传感器的机械接收原理

振动传感器在测试技术中是关键部件之一，它的作用主要是将机械量接收下来，并转换为和之成比例的电量。由于它也是一种机电转换装置。所以我们有时也称它为换能器、拾振器等。

振动传感器并不是直接将原始要测的机械量转变为电量，而是将原始要测的机械量做为振动传感器的输入量，然后由机械接收部分加以接收，形成另一个适合于变换的机械量，最后由机电变换部分再将变换为电量。因此一个传感器的工作性能是由机械接收

部分和机电变换部分的工作性能来决定的。

1、相对式机械接收原理

由于机械运动是物质运动的最简单的形式，因此人们最先想到的是用机械方法测量振动，从而制造出了机械式测振仪（如盖格尔测振仪等）。传感器的机械接收原理就是建立在此基础上的。相对式测振仪的工作接收原理是在测量时，把仪器固定在不动的支架上，使触杆和被测物体的振动方向一致，并借弹簧的弹性力和被测物体表面相接触，当物体振动时，触杆就跟随它一起运动，并推动记录笔杆在移动的纸带上描绘出振动物体的位移随时间的变化曲线，根据这个记录曲线可以计算出位移的大小及频率等参数。

由此可知，相对式机械接收部分所测得的结果是被测物体相对于参考体的相对振动，只有当参考体绝对不动时，才能测得被测物体的绝对振动。这样，就发生一个问题，当需要测的是绝对振动，但又找不到不动的参考点时，这类仪器就无用武之地。例如：在行驶的内燃机车上测试内燃机车的振动，在地震时测量地面及楼房的振动……，都不存在一个不动的参考点。在这种情况下，我们必须用另一种测量方式的测振仪进行测量，即利用惯性式测振仪。

2、惯性式机械接收原理

惯性式机械测振仪测振时，是将测振仪直接固定在被测振动物体的测点上，当传感器外壳随被测振动物体运动时，由弹性支承的惯性质量块将与外壳发生相对运动，则装在质量块上的记录笔就可记录下质量元件与外壳的相对振动位移幅值，然后利用惯性质量块与外壳的相对振动位移的关系式，即可求出被测物体的绝对振动位移波形。

四、常用的几种振动传感器:

1、相对式电动传感器

电动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传感器。

相对式电动传感器从机械接收原理来说，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