湘西无线振动传感器规格

选型指标


每一种型号的加速度传感器都有特别合适的应用场景，因此，测试时必须根据测试使用要求，选择合适的加速度传感器。在选择加速度计时，主要从传感器性能、环境因素、电气特性和物理特性四个方面去考虑。




性能包括灵敏度、量程、频响特性、谐振频率、横向效应和线性度等指标。环境因素包括工作温度、温度响应和冲击极限等。电气特性包括激励电压与电流、稳定时间等。物理特征包括敏感材料，结构设计、尺寸、重量和出线方式等。




性能指标：


量程/灵敏度：每个传感器都有测量范围，通常量程大的传感器，灵敏度低，量程小的传感器，灵敏度高。通常传感器输出电压的上限为5V，因此，传感器灵敏度乘以量程得到的为传感器的量大输出电压5V。如某型号传感器的灵敏度为50mV/g，则该传感器的量程为100g。通常ICP型加速度传感器满足这个规律，而其他类型，如零频加速度传感器，则不满足此规律。另一方面，传感器灵敏度越高，则传感器的质量越大，传感器输出电压越大，信噪比越高，分辨能力越强。对于测试不同的结构，应选择相匹配的传感器量程，通常，土木桥梁和**大型机械结构加速度振动量级在0.1g～10g 左右，机械设备的振动在 10g～100g 左右。




谐振频率：传感器本身也是一个结构，因而，也存在固有频率，通常，把传感器的**阶固有频率称为谐振频率。传感器尺寸越小，谐振频率越高。加速度计的使用上限频率取决于幅频曲线中的谐振频率。一般传感器的工作频率范围为其自身谐振频率的1/3以下。




频响特性：一般加速度传感器的工作频率上限为自身谐振频率的1/3左右。另一方面，通常加速度传感器低频特性较差，信号衰减严重，而在高频段线性度差，非线性影响严重。如图2为某型号加速度计的频响曲线，从曲线图中可以看出，在2Hz以下信号衰减严重，频响性能差，在12KHz以上线性度差，其谐振频率约为38KHz。因此，该传感器的工作频率为12KHz以下。在选择加速度计时，加速度计的频率上限稍**被测结构的振动频率即可。一般，土木工程结构的频率范围在0.2~1KHz左右，机械设备是中频段，频率范围在0.5~5KHz左右。
线性度：由于传感器测量时只能输入单一灵敏度，因此，用于描述在一定的频响范围内，传感器的灵敏度是否满足实际的灵敏度的指标，即为线性度。相对而言，在低频段（如5Hz以下），传感器的灵敏度会少于实际的灵敏度，而在高频段（如大于工作频率上限），则灵敏度会大于实际的灵敏度。只有在中间频段，灵敏度满足线性关系，如图2所示。如果传感器不在线性区间进行测量，则测量得到的幅值误差较大，一般要求传感器非线性<1%。




横向效应：当测量某个方向的振动时，信号输出应该全为振动感知方向，但实际上在与该方向垂直的方向也有信号输出，这种效应称为横向效应。横向效应灵敏度越低，性能越好，但是相对而言，传感器都存在一定的横向效应，通常标称横向效应<5%。




环境因素：


使用环境：传感器使用时受温度、湿度、尘土等环境因素的影响。任何一种传感器都有自身的工作温度范围，因此必须根据实际测点位置的温度，以及环境温度来选择合适的传感器。另外，对于测试环境存在潮湿、腐蚀和电磁场等影响因素时，选择传感器也应该考虑这些因素。




温度响应：传感器的灵敏度会受到温度的影响，当温度发生了改变，如果我们还使用常温下的灵敏度，则会给测量带来误差。如图3为某传感器的温度响应曲线，从图中可以看出，当室温时，传感器的灵敏度没有偏差，但当温度远离室温时，灵敏度偏差则越来越大。因此，传感器的工作温度应与温度响应曲线中灵敏度无偏差的温度一致。
冲击极限：表示传感器能经受的瞬时冲击限制，通常用峰值表示，如某传感器的冲击极限为±7000g pk。




电气特性：


激励电压/电流：有源传感器都需要提供激励电压/电流才能正常工作，像ICP型传感器需要提供20-30VDC激励电压和2-20mA的恒流激励。当今的数据采集仪普遍内置了这样的供电装置，因此，可直接给ICP传感器供电。但还有很多其他类型的加速度传感器，如MEMS加速度传感器，力平衡式加速度传感器等，如果采集仪不能提供相应的激励电压/电流，则需要选择外部供电方式。




稳定时间：对于ICP型传感器，由于存在放电常数，当给传感器供电时，传感器输出的信号会从无穷远处慢慢地稳定到基线附近，这个时间称为稳定时间。而我们在进行测量时，应待传感器输出的信号稳定之后再进行测量。通常这个时间只需要几秒钟。




物理特性：


敏感材料：对于压电式和ICP型传感器多半采用石英晶体和压电陶瓷作为敏感材料。石英晶体的介电和压电常数的温度稳定性好，适于做工作温度很宽的传感器。具有压电效应的压电陶瓷是人工合成的，原始的压电陶瓷不具有压电效应。由于压电陶瓷制作工艺更方便、耐湿、耐高温等优点，当今的压电传感器多半采用压电陶瓷作为敏感材料。




尺寸和质量：加速度传感器外形以圆柱体和六面体居多，而圆柱形的加速度计又分**部出线和侧面出线两种方式。选择加速度计的外形尺寸时，主要受安装位置空间的影响，对于安装位置空间有限的测点，则必须选择合适的传感器外形尺寸。另一方面，在选择传感器类型时，还必须考虑传感器本身的重量带来的附加质量的影响，特别是测试轻质结构时，传感器本身重量影响显著。可能对待测结构总质量来说，传感器的总质量很少，但是，参与振动的不是结构的全部质量，而是参与振动的那部分质量，称为有效质量，此时，传感器的总质量可能相对于结构的有效质量会很大，此时传感器附加质量的影响会很明显。另外，传感器安装时，可能还会使用工装，此时工装的质量对结构振动幅值会存在影响。对于一些小巧轻型的结构振动或在薄板上测量振动参数时，传感器和固定件质量引起的“额外”荷载可能会改变结构的原始振动，从而使测得结果无效。因此，在这种情况下应该使用小而轻的传感器，估算加速度计质量—荷载的影响。


ar =asms/(ms ma)


式中，ar——带有加速度计的结构加速度响应；


as——不带有加速度计的结构加速度响应；


ms——待装加速度计的结构“部件”的等效质量；


ma——加速度计的质量。


因此，应注意因附加质量而改变结构振动的幅值和频率，这在大型的工程结构测试中，并不**，而对小型的机械零部件影响较大，测试分析中要考虑。

振动传感器分类
按测量方法及测量过程的物理性质，振动传感器分机械式、光学式和电测式三类。


● 机械式：将工程振动参量转换成机械信号，经机械系统放大后，进行测量、记录。常用仪器有杠杆式测振动仪和盖格尔测振仪，可测量的频率较低、精度也较差，但在现场测试时较为简单方便。
● 光学式：将工程振动参量转换为光学信号，经光学系统放大后显示和记录。
● 电测式：将工程振动参量转换成电信号，经电子线路放大后显示和记录。
振动传感器应用
振动传感器在电机制造和试验环节运用为广泛的是电机振动测试仪，几乎每一个电机生产厂家都会用到。
精密工业生产过程中电机振动参数反映出机器设备的不平衡、电气缺陷、紧固件松动和其它异常现象，引发的振动问题导致精度下降并带来安全隐患。
对于大型设备配套电机，客户往往会配备振动传感器。一般传感器与控制器联合使用，通过参数限定值设置，电机电源会在异常状态时被强行切断，对电机和设备起到保护作用。

电机上为何要装振动传感器
随着设备智能化水平和高可靠性要求的不断提高，驱动电机在线状态监测、位置和转速信号的实时反馈趋向为标配，编码器、**速开关、PT00、PTC、振动传感器等电机附加装置的应用愈来愈普遍。了解这些附加装置，实现与电机的**融合，对电机生产厂商至关重要。今天Ms.参就近些年来电机上十分常见的振动传感器与大家做个交流。
振动传感器工作原理
振动传感器是电机状态监测中关键部件之一，它的作用是将机械振动量转换为与之成比例的电量。由于它实际上是一种机电能量转换装置，故称之为换能器、拾振器等。
振动传感器并非直接将原始机械量转变为电量，而是将原始机械量做为振动传感器的输入量，然后由机械接收部分接收，形成另一个适合于变换的机械量，后经机电变换部分变换为电量。因此传感器的工作性能是由机械接收、机电变换两部分来决定。

振动传感器,Vibration sensor
在振动传感告警电路中，只要将电源开关S1拨到“接通”位置，电源指示灯LED1就立刻发光。芯片LM555(IC1)连接成带控制输入端的简单锁存电路。这时也从+9V取得电源，电源通过R4、C5的退耦RC网络连接至其复位脚④，强制锁存器进入待机模式。
电路一旦检测到振动，绝缘栅场效应管T1就被振动传感器PZ1输出的正脉冲触发导通。结果．锁存器IC1的控制输入脚②和⑥接地。其输出脚③变高电位，此高电位经R5、D1和R6后加至三音调警笛声产生器UM3561(IC2)。电阻R6和稳压二极管ZD1稳定IC2的输入电压至3.3V。IC2的输出经达林顿对管T2和T3放大后送至扬声器Ls1，发出警笛警报声．。
复位开关S2甩来对锁存器Ic1复位，以切断警报声。如果要推动大功率的警报单元如警号、紧急警笛和防护电网等，可利用电路中的输出插座SOC1。