




振动传感器应该怎样选型:
由于传感器应用十分广泛,类型多种多样,在各行各业都有应用。因此,在这里主要介绍用于振动测试的振动传感器的选型。电阻应变片的工作原理为:应变片粘贴在某试件上时,试件受力变形,应变片原长变化,从而应变片阻值变化,实验证明,在试件的弹性变化范围内,应变片电阻的相对变化和其长度的相对变化成正比。按测量振动参量分类可分为三大类:位移传感器、速度传感器和加速度传感器(也称为加速度计)。一般来说,位移传感器适用于低频测量,速度传感器适用于中频测量,加速度传感器适用于中高频测量。由于加速度传感器具有生产工艺成熟、频响范围宽、动态范围大、安装方便等特点,因而在振动测试中应用***广。因此,在这里主要介绍加速度传感器的选型。
在这主要介绍两种分类,一类是有源与无源,另一类是隔离与非隔离。
有源传感器是指将传感器将非电能量转化为电能量输出,只转化能量本身,并不转化能量信号的传感器,也称为能量转换性传感器或换能器。钢铁行业无线振动传感器应用:设备不停机下的安装对于防爆场所或在设备不停机的情况下无法安装有线连接的设备,而无线振动传感器可以在设备不能停机的情况下快速安装部署。因而,这类传感器工作时需要外部能量源激励,如激励电压,才能正常工作。由于需要进行能量转化,因而,传感器内部封装了电子元器件,测量过程中会带来噪声。这类传感器如ICP型(也称为IEPE型)加速度度传感器,零频加速度传感器等。
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。钢铁行业由于其流程工艺的特点,需要应用实时状态监测的方法来实现管理。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,土木桥梁和超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,把传感器的第i一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。基于对不同行业客户特定应用的深刻理解,捷杰传感提供更完整的端到端工业物联解决方案。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高于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。另外,传感器的安装刚度对传感器能测的频率范围也有影响,关于这一点,请参考《传感器怎样安装才能满足测试要求,误差***i小?》。