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)字化和信息化發(fā)展已成為必然的趨勢(shì)。測(cè)試系統(tǒng)的最前沿是傳感器,它是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的靈魂,并被世界各國(guó)列為尖端技術(shù)。近年來(lái),隨著IC技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,為傳感器的發(fā)展提供了良好而可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。傳感器的發(fā)展日新月異,數(shù)字化,多功能和智能化是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要特征。
什么是震動(dòng)傳感器?
震動(dòng)傳感器主要監(jiān)視旋轉(zhuǎn)機(jī)械的震動(dòng)。每個(gè)設(shè)備都有自己的震動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。超過(guò)震動(dòng)值表示機(jī)器出現(xiàn)故障,因此震動(dòng)傳感器起到防振作用。
震動(dòng)傳感器分為兩種類型:磁電型和壓電型。磁電類型具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和低廉的價(jià)格,但是其準(zhǔn)確性很差。如今,壓電型傳感器已被普遍使用,具有更高的測(cè)量精度。。
震動(dòng)傳感器首先感測(cè)震動(dòng)加速度,通過(guò)積分獲得速度,然后通過(guò)第二積分獲得位移,但是加速度和位移受頻率影響。同時(shí),國(guó)家震動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)稱為震動(dòng)強(qiáng)度,是震動(dòng)速度的有效值。因此,通常監(jiān)測(cè)震動(dòng)速度。
震動(dòng)傳感器參數(shù)的分類和特征
震動(dòng)傳感器是由彈簧,阻尼器和慣性質(zhì)量組成的單個(gè)自由震動(dòng)系統(tǒng)。使用質(zhì)量塊的慣性在慣性空間中建立坐標(biāo),并測(cè)量相對(duì)地球或慣性空間的震動(dòng)加速度。它將機(jī)械震動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),便于通過(guò)換能器元件進(jìn)行傳輸,轉(zhuǎn)換,處理和存儲(chǔ)。
1.1壓電震動(dòng)傳感器的測(cè)試原理
壓電震動(dòng)傳感器是用于測(cè)試機(jī)震動(dòng)測(cè)試的常用傳感器之一。相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)震動(dòng)加速度測(cè)量傳感器的改進(jìn)提出了要求,但往往由于對(duì)概念的理解不全面,造成了一些不合理的安裝方法,在一定程度上影響了測(cè)試精度。
為了正確理解和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求,有必要了解相關(guān)的背景知識(shí),例如傳感器的測(cè)試原理,結(jié)構(gòu)和基本特性。
當(dāng)某些介質(zhì)在一定方向上施加機(jī)械壓力而變形時(shí),介質(zhì)內(nèi)部將發(fā)生極化,同時(shí)在表面上會(huì)產(chǎn)生電荷。當(dāng)去除外力時(shí),材料內(nèi)部的電場(chǎng)和表面電荷將隨之消失,該特性稱為壓電效應(yīng)。壓電震動(dòng)傳感器利用此功能將基板感受到的機(jī)械震動(dòng)轉(zhuǎn)換成電能輸出。
1.2典型壓電震動(dòng)傳感器的基本結(jié)構(gòu)
將壓電晶體壓在塊之間和基材。當(dāng)加速度計(jì)感覺(jué)到震動(dòng)時(shí),質(zhì)量塊將震動(dòng)力施加到壓電晶體上,并且在壓電晶體中產(chǎn)生可變電勢(shì)。通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì),可以確保輸入加速度在特定頻率范圍內(nèi)與輸出電勢(shì)成正比。