關(guān)于振動(dòng)傳感器的工作原理以及應(yīng)用場(chǎng)景解析

人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步離不開(kāi)社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開(kāi)我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如振動(dòng)傳感器。

在高度發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)中，現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展已成必然發(fā)展趨勢(shì)，而測(cè)試系統(tǒng)的最前端是傳感器，它是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的靈魂，被世界各國(guó)列為尖端技術(shù)，特別是近幾年快速發(fā)展的IC技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，為傳感器的發(fā)展提供了良好與可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。使傳感器的發(fā)展日新月益，且數(shù)字化、多功能與智能化是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要特征。

振動(dòng)傳感器原理

振動(dòng)傳感器是測(cè)試技術(shù)中的關(guān)鍵部件之一。振動(dòng)傳感器的原理是接收機(jī)械量并轉(zhuǎn)換成與其成正比的電量。因?yàn)樗彩且环N機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有時(shí)稱(chēng)它為換能器、振動(dòng)拾音器等。

振動(dòng)傳感器不直接將原始的被測(cè)機(jī)械量轉(zhuǎn)換為電，而是將原始的被測(cè)機(jī)械量作為振動(dòng)傳感器的輸入量，再由機(jī)械接收部分接收，形成另一個(gè)適合的機(jī)械量為轉(zhuǎn)型。最后由機(jī)電轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換成電能。因此，傳感器的工作性能取決于機(jī)械接收部分和機(jī)電轉(zhuǎn)換部分的工作性能。

1、相對(duì)機(jī)械接收原理。由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最簡(jiǎn)單的形式，人們首先想到的就是用機(jī)械的方法來(lái)測(cè)量振動(dòng)，從而造就了機(jī)械測(cè)振儀(如蓋革測(cè)振儀等)。傳感器的機(jī)械接收原理就是以此為基礎(chǔ)的。相對(duì)測(cè)振儀的工作原理是在測(cè)量時(shí)將儀器固定在一個(gè)固定的支架上，使接觸桿與被測(cè)物體的振動(dòng)方向一致，靠彈簧的彈力與被測(cè)物體表面接觸。當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)，觸摸桿隨之移動(dòng)，推動(dòng)觸控筆在移動(dòng)的紙帶上繪制振動(dòng)物體隨時(shí)間位移的曲線。根據(jù)這條記錄曲線，可以計(jì)算出位移的大小和頻率等參數(shù)。

可以看出，相對(duì)機(jī)械接收部分測(cè)量的結(jié)果是被測(cè)物體相對(duì)于參考體的相對(duì)振動(dòng)。只有當(dāng)參考體絕對(duì)靜止時(shí)，才能測(cè)量被測(cè)物體的絕對(duì)振動(dòng)。這樣，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)需要測(cè)量絕對(duì)振動(dòng)，但找不到不可移動(dòng)的參考點(diǎn)時(shí)，這種儀器就沒(méi)有用了。例如：在運(yùn)行中的內(nèi)燃機(jī)車(chē)上測(cè)試內(nèi)燃機(jī)車(chē)的振動(dòng)，測(cè)量地震時(shí)地面和建筑物的振動(dòng)……沒(méi)有固定的參考點(diǎn)。在這種情況下，我們必須使用另一種類(lèi)型的測(cè)振儀進(jìn)行測(cè)量，即使用慣性測(cè)振儀。

2、慣性機(jī)械接收原理。慣性機(jī)械測(cè)振儀測(cè)量振動(dòng)時(shí)，將測(cè)振儀直接固定在被測(cè)振動(dòng)物體的測(cè)點(diǎn)上。當(dāng)傳感器外殼隨被測(cè)振動(dòng)物體移動(dòng)時(shí)，由彈性質(zhì)量塊支撐的慣性會(huì)相對(duì)于外殼移動(dòng)，安裝在質(zhì)量塊上的測(cè)針可記錄質(zhì)量元件與外殼之間的相對(duì)振動(dòng)位移幅值，然后利用慣性質(zhì)量塊與殼體的相對(duì)振動(dòng)位移關(guān)系，即得到被測(cè)物體的絕對(duì)振動(dòng)位移波形。

振動(dòng)傳感器應(yīng)用

振動(dòng)速度傳感器是一種慣性傳感器。它利用磁電感應(yīng)原理將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)?？捎糜跍y(cè)量軸承殼或結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。這種傳感器測(cè)得的振動(dòng)是相對(duì)于自由空間的絕對(duì)振動(dòng)，其輸出電壓與振動(dòng)速度成正比，故又稱(chēng)速度振動(dòng)傳感器。速度也可以在積分后換算成位移再進(jìn)行處理。這種測(cè)量可以評(píng)價(jià)旋轉(zhuǎn)或往復(fù)機(jī)械的綜合工況。直接安裝在機(jī)外，使用維護(hù)極為方便。工作時(shí)，將傳感器安裝在機(jī)器上。當(dāng)機(jī)器振動(dòng)時(shí)，在傳感器的工作頻率范圍內(nèi)，線圈和磁鐵相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切斷磁力線，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。電壓值與振動(dòng)速度值成正比。與二級(jí)儀表配套，可顯示振動(dòng)速度或位移。也可輸送至其他二次表或交流電壓表進(jìn)行測(cè)量。

本文只能帶領(lǐng)大家對(duì)振動(dòng)傳感器有了初步的了解，對(duì)大家入門(mén)會(huì)有一定的幫助，同時(shí)需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專(zhuān)業(yè)技能，也歡迎大家來(lái)討論文章的一些知識(shí)點(diǎn)。